熱力学2010おさらい3

熱力学 第3回おさらい

今日のおしながき

• 熱力学第〇法則
  • 状態量。。つづき
    • 偏微分のつづき
  • 状態方程式の例
• 熱力学第一法則
  • 第一法則

今日のまとめと反省

状態の微小変化にともなう微係数間の関係式を求める.

その後，状態方程式の例を示す.一つは、理想気体の状態方程式.簡単に説明して，nモルの状態方程式を求めておく.この状態方程式だけからいろいろ議論ができるが，それは高校のときに散々やったであろうから，ここは先を急ぐことにする.継ぐに，ファンデルワールスの状態方程式を示しておく.これは物質パラメータを含んでいるので，その意味を説明.これは温度を下げてくると，相転移を示す例になっている.講義ではそこまでいわないが，PV平面での等温曲線が非単調になることがあり，これが第二法則と整合しないことを話する.このように，状態方程式をモデルとして導入したときに，強い制限をあたえるのは熱力学の特徴である.

次に，第一法則にいく.まずは状態変化を考えるので，その周辺を生理する.状態変化とそのための操作を分類しておく.その後に，断熱過程に限定して，力学的エネルギー保存則を意識しながら，第一法則を導入する.その際に，内部エネルギーなるものが定義できることを見る.

今日の宿題

• nモルのファンデルワールス状態方程式をもとめよ.

配布するファイル

• なし

今日の質問(水曜)

第一法則が正しいことはどうやって示すのか?

これは本質的な問題です.一般に，法則は実験による直接検証がもっとも強力です.第一法則は直接検証が難しいところもあるので，そこから演繹される多くの結論を実験的に検証することになります.一派には，それができない場合もあるし，法則と言っても他の法則から（何かの仮定のもとに）証明できるものもあるので，状況によって考える必要があります.高校の物理の法則はあれもこれも全部同じレベルの法則として列挙することが多いように思いますが，大学では法則は重要なものを特別視して法則となのります.

結局，ファンデルワールス状態方程式は第二法則をやぶるのか？

そのままの形では整合がとれないことが出てくるので修正を余儀なくされます.一方で，この質問には現実はどうなっているのか？ということも含まれているようなので，現実的に見える現象…これはもちろん第二法則とも整合がとれているわけですが，その状況をお話しました.　

今日の質問(月曜)

液体、気体がへん.

ファンデルワールス状態方程式のところで，等温曲線に対応する気体と液体とかいたが，それが逆でした.まったくおそまつ.講義の途中でも初歩的な板書ミスを指摘されるなど，今日はいまひとつ切れがなかった.でも，講義はそうやってつくっていくのもありです。。。ね.

偏微分に関して。。。

何を関数に書いているのかよくわからなくなっているところで，何を止めて偏微分しているのか混乱しているようでした.もっとも，その元ネタは講義ではなくて，何かの本の話.落ち着いて読めばわかるところでしたが，混乱するのもよくわかります.講義でも，偏微分の右下に変数を書くのは熱力学の流儀であって，あまり本質的ではないと話しました.でも，一方で，何の関数として具体的な表式をもっていて，何で微分したいかはよく考えないといけない状況もあります.

今日の投票用紙の裏より(水曜)

ミノフスキー粒子についてどうおもう？

これは次の講義で触れました.そもそも何でしってるのか？と思います.

今日の投票用紙の裏より(月曜)

Vが増えているときに液体になるのは直感的にヘンです.

そのとおり，完全に間違い.上にも書きましたが，講義の後にも質問されていました.

あれこれ

今日の雑談(水曜)

• 今日の投票数は， 63でした．といっても、出席標を一枚しか回収できなかったのだ.単純に倍にするわけにもいかんだろうしな.今度から気づいた人は前までもってきてくれるとうれしい.

今日の雑談(月曜)

• 今日の投票数は， 71でした．徐々にへってきている.ちまたではGWに突入したらしい.そんなことも関係しているのだろうか.
• 月曜クラスには封印していた？プリキュアネタを話してしまう.おおもとは，理想気体の状態方程式を使ってちょっと計算してみようということです.まじめなはなしです.
• 前日に生協から演習問題集が届いたので，早速今日もっていきました.ところが，数の見積りを失敗して，後ろの方の15名くらいには届かなかったです.それは大変申し訳ないことをした.私の居室の前に置いておくので，時間のあるときにとりにきてださい.

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?(水曜)

• 今日の講義の出来は?(月曜)

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