熱力学2009月曜おさらい6

熱力学 月曜第６回おさらい

今日のおしながき

• 　熱力学第二法則
  • 　熱の移動
  • Clausiusの原理
  • Carnotサイクル
  • Kelvinの原理
  • できることとできないこと

今日のまとめと反省

前回熱力学で示す戦略について話をしたので、今回は具体的にそれを示すことにする．まずは，基本法則としてあまたある現象の中から、これ！っということで、Clausiusの原理を選ぶ．このような原理をたくさん作っては理論の予言能力は下がる一方なので、第二法則では基本的にこの一つにします．その後にでてくるものはすべて同値関係をしめすことにします。まず，Clausiusの原理からすぐわかる帰結として，熱伝導現象が一般に不可逆であることが示されます．たった数行の証明ですが、今後はこのタイプの議論を多くなってきます．Clausiusの原理ではある種の熱機関の非存在を言っていますが，この熱機関の特徴は二つの熱源に接触しているサイクルです．その典型的な例でかつ今後の理論的展開で重要なものとしてCarnotサイクルを説明します．

特に、どんな物質を内部に入れているかはまったく関係ありません．二つの熱源のみをつかって可逆サイクル過程をつくるとしたらこのCarnotサイクルになります．PV平面でのサイクル過程を示して，例としてピストンの図を書いておく．これでサイクル過程が具体的にイメージできるだろうか？講義や多くの教科書では簡略図を用いることが多くて，サイクルしている感じを忘れがちだが，いつでもこのようにぐるぐるまわしているのである．

次にKelvinの原理を説明．これはClausiusの原理と同値関係であることを示す．このKelvinの原理を使うと，さらにCarnotサイクルのする仕事は正であることが示される．講義では裏側を示した．つまり，逆Carnotサイクルが負の仕事をすることをあれこれと示してみる．ここで終了．次回はこのCarnotサイクルの性質を睨みながら、熱力学的温度の話をする．

今日の宿題

• 正のCarnotサイクルは外に正の仕事をすることを示せ．
• Kelvinの原理からClausiusの原理を示せ．

配布するファイル

• 練習問題の解答例（つづき):Print-003.pdf(535)
• レポート問題２:Report-2.pdf(130)

今日の質問

逆Carnotサイクルが負の仕事をする証明の際に、Clausiusの原理を使っていますが，後でClausiusからKelvinを示すときに，この逆Carnotサイクルを使うのはよいのでしょうか？

あわわわー．これはまずいですね．

今日の投票用紙の裏より

レポート出すのはやすぎないですか？

そうですね．←人ごとな返答．

アンケートで「難しい」の反対は「よい」で良いんですか？

よくないです．

やる気ないけどサボる度胸もないので出てきてます．

なんか気が抜けて来ました．脱力系コメントです．

なんかCarnofに見えます．

ちがう国の人になってしまっています．

わかりやすいッ

よいことです．

福島さんイケメン！

おおー．

ふくしまさーん

「さん」づけでよいと言ったので，反応してくれています．

最近インフルエンザが流行っているせいで，家を出るときにマスクをしていこうかどうか迷って、そうしているうちに学校へ行くのが面倒くさくなり、講義の開始に間に合いません．

しらんちゅーの．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 70人でした．先週一瞬止まったように見えたのは，レポートの提出だったからか．目標を下回ってしまっています．．．

• 今日のアンケート

　講義の内容は難しい？

• なんかアンケートの問いがおかしかった。。。「よい」ではなくて「かんたん」でした．

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

• 講義の最初の１５分くらいは、レポート２の解説．今回もまた面倒くさい質問があるが、ぜひ時間の許す限り考えてほしい．
• 今日は、途中の雑談で「先生論」の話をする．私のことは先生とよばなくてもよいという趣旨の話．理由は講義で話したとおり．ただ、これはリスペクトしなくてもよいということではけっしてない．こっち側としては無用なハードルは避けた方がよいわけで，気軽に議論して欲しいと思う．大してしぼりとるほどのことはないかもしれないが、皆さんの倍は生きてきているので、それなりのことはあるかと思うよ．

今回の一行コメント

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