熱力学2011おさらい7

熱力学第7回おさらい

今日のおしながき

• 第二法則
  • 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

今回から第二法則を肯定的な法則の表現に導くための準備をしていく．そのための準備として，Carnotサイクルを導入する．徐々にこのサイクルのすごさは理解してもらうことにして，まずはその定義と性質のうち、Clausiusの原理からわかることを説明する．

次に，Kelvinの原理を説明して，Carnotサイクルの性質を使いながら，Clausiusの原理と同等であることを説明する．講義ではCからKを示して，KからCは宿題とする．Kelvinの原理からわかることをいくつかまとめる．第二法則の章の最初に示した二つの例が，これまでに示した原理から不可逆過程となることが示されることを説明する．

最後に，これまで「できない」ことばかり説明してきた気がしたので，できることとできないことリストをまとめることにする．途中でタイムアップ．

今日の宿題

• 正のCarnotサイクルが正の仕事をすることを示せ
  • 逆Carnotサイクルが負の仕事をすることを示したので，その逆というのではなくて示してみよう．
  • この性質は，作業物質がなんでも成り立つ性質なので，気体の性質も使わないくてしめそう．
• Kelvinの原理からClausiusの原理を示せ

配布するファイル

なし

今日の質問

真空膨張が不可逆であることの示し方？

真空膨張が可逆であるとすると，こんなことができてしまう．それはある種のサイクルで表せる．それを使うと，いけないことができてしまうということを示す．論理としてはちょっと手が込んでいる．

Kelvinの原理とClausiusの原理と経験則

KとCと同じことを示したといっても、それが正しいことを示したわけではない．だから，どちらも間違っている可能性も論理的にはありうる．それはどうやって否定するのか？というが疑問．そこは経験的におさえることになる．講義でも前回話したとおり，完全に証明できるとすると，完全にやった方が気持ちがよい．それが難しい問題だということです．例えば，任意の閉曲線に対して，これこれの関係式が成り立つという定理があるとする．それは「任意の閉曲線」なので，特別な閉曲線について示しても証明にはならない．どうするか？というのは面白い問題で，例えば力学の保存力の必要十分条件のところの関係式はちゃんと証明できる例になっている．

今日の投票用紙の裏より…抜粋

疲れました．．

そういうときは一休みですね．

「いいでしょうか？」４６回

うっ，数えられているのか？これは口癖ですね．あのー，普通のセミナーのときも言っているような気がする．これをいうときは，「ツッコんでもよいですよー」というサインです．学会や研究分野によっては，講演中の質問は「行儀悪い」とされることがあるようです．物理ではほとんどの場合，質問することは悪いことではありませんので，いつ何時でも質問することは普通です．だいたい自分がわからないところは，まわりの多くの人もわからないことなんです．質問することで，もうちょっと先のコメントを引き出すこともできるかもしれないんです．それで，チェックポイントを作って，質問を促してくれると，より遠慮することなく，気安く質問できます．「いいでしょうか？」「あのー，よくないでーす！この部分はこれこれこういうことでしょうか？」ってな感じです．講義でも気楽に質問してくれるといいです．

五月祭の翌日は休みでしょう．

休みではないです．どんなに深酒しても，次の日の朝一のセッションにはキチンとでることが，私のいた研究室の暗黙のルールだったと思います(暗黙だったので，何も言われなかった）．楽しいことは楽しむのは当たり前．それで何か大事なことを捨ててしまうのは残念．講義にでることが「大事」なのかどうかは人に依るのですけどね．とはいえ，この学生さんはちゃんと講義に出てきてるわけで，私はそういうのが好きです．

五月祭楽しかったです！

それは何よりです．

「何も残さない」ってどーゆーことですか？

ある状態変化の後に，なにか別の操作をして，状態を元に戻します．そのときに，その操作をしたという証拠を残さないということです．たとえば，真空膨張をした後に，ピストンのふたを押し戻して，最初の状態に戻すことはできます．でも、そのときに思いっきり外から仕事をしています．誰かが働いたわけですが，その証拠を残さないということです．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 76でした．
• 今日のアンケート

講義の進む方

• だいたいいい感じってことか？？？

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

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