熱力学2009木曜おさらい6

熱力学 木曜第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Clausiusの原理の文言をかいておわったが，そもそも何がしたいのかが明確でなかったような気がしたので、今後の戦略を最初に話す．例えばある減少が不可逆過程であることを示そうと思うとそれはなかなか大変です．そこで，熱力学では特別視する現象を原理として格上げしておくことにします．その一つがClausiusの原理です．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，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．．

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

どうしてこれがClausiusの原理に反するのか？

逆Carnotサイクルが負の仕事をすることを示すときにの最後の図のところでの質問．逆Carnotサイクルが正の仕事をするとして，仕事を全部熱に変換する装置と合わせるて，よーく図をみるとClausiusの原理が反するサイクルができていることをゆっくりと堪忍する。

今日の投票用紙の裏より

あれこれ

今日の雑談

• 今日の投票数は， 107でした．とりあえず，さがりは止まったもようです．このまま最終回までつっぱしりたいです．今日はレポート問題２をだしました。前回のようには難しくはないと思います．そうでもないか．練習問題の解答例も参考にしてください．

• 今日のアンケート

　講義の内容は難しい？

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

• 投票用紙の裏に百合について書いたやつ誰だ？あれにはワロタww - 通りすがりの廃人 (2009年05月24日 23時10分02秒)
• 俺ですけどｗｗ。同士ですか？今度語りましょう♪ - えくすたしー (2009年06月02日 19時43分47秒)
• すみません。上のコメント語りましょう→語り合いましょうに訂正 - えくすたしー (2009年06月02日 19時45分57秒)

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