熱力学2014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
  • Clausiusの原理
  • Carnotサイクル
  • Kelvinの原理

今日のまとめと反省

今回は、Clausiusの原理をもう一度見なおして、そこからすぐにわかる帰結を議論。その後で、Carnotサイクルの説明をする。幾つかの絵を描いて、違うレベルからCarnotサイクルを説明する。それから、Clausiusの原理を使って、Carnotサイクルが外に正の仕事をすることを示す。その後で、Kelvinの原理を説明して、Cと同値であることを示す。これらの原理は第二法則であるが、どちらも否定形の原理であり、できることをまとめておく。それで、理想気体の自由膨張が不可逆であることを議論する。理想気体の性質を使っているのだけど、それを外すことが今後できる。どうだろうか？できそうな気がするだろうか？

今日の宿題

• 練習問題3-1から3-4

配布するファイル

なし

今日の質問

Δとｄの違いはなに？

気持ちは、Δは有限の大きさで、ｄは無限小。熱力学では、ΔQとかΔUと書くと、何かしらの過程（熱力学状態AからBなど）のときの熱量や内部エネルギー変化を表す。dUは無限小変化量。

理想気体の自由膨張の不可逆性のところが…

ばーと言ってしまったが、ゆっくりとどんなサイクルを作ったかを説明した。最終的にはKelvinの原理に反することができる。このサイクルの途中では自由膨張は使っていない。それが可逆だと仮定したので、元に戻す過程を使った。どうやら、この質問の前にじっくりと考えていたようで、ちょっと説明するとすぐに理解していた。自分で考えていると飲み込みは早い。このようなプロセスが大事です。講義の中で、「思い込む必要は全くなくて、納得すればよい。そして、簡単に納得する必要はない」と言いました。自分で考えるプロセスがあれば納得できるものです。それをすっ飛ばすと、納得しているのか、思い込んでいるのかわからなくなります。

今日の出席カードより

W→Qはできるのに、Q→Wができないことが不思議

はい。素朴に驚くところです。

髪切りました？刈りました？

見ての通り、バッサリです。あまり語りませんでしたが、2011からこの髪型です。

ぜひ質問に行きたいので５票入れました。夏休み前半は他のサマープログラムとかあるので個人的には最終週ぐらいにやってほしいです。お願いします。

おおお。面白い。ただ、一票でも入れば行いますのでご心配なく。それから、開始は８月の最終週です。期末試験のちょっと前あたりを予定しています。

この教室構造上空気の流れが残念な感じだったんで、クーラーつけてもらってすごく快適です。

それはよかった。今日から６月だったので、おそるおそるスイッチを入れてみました。

大質問大会で力を入れて解説したとこが試験に出るんですよね？！

それは全くありません。こちらから何かを能動的に説明することはありません。

「はね車」は信頼できるのか？

おおお。これはよいツッコミです。あまり考えたことがなかった。何を気にしていますかね。実は仕事を全部熱に変えていないで、自分でちょっと蓄えているとか。。。そうするとエネルギーが溜まりすぎて、いずれどうにかなりそうですね。

逆Carnotサイクルが負の仕事…仮定したときはね車のシステムも矛盾から否定されうるのでは

羽根車は仕事を熱に変えているだけなんだが。。。何が否定されるだろう？

また、Kelvinの否定を仮定したときに合体するのは逆Carnotではなくて、はね車でよいのでは。

講義の後でも指摘されたけど、確かにそうですね。そっちの方がスッキリしている。

はね車のシステムは可逆だと示せるか？（組み合わせて矛盾→少なくとも一方は不可逆が成立するとは思うが）

可逆ではないです。

Carnotサイクルはあのグラフで示されたもの以外はあるのか？

どのグラフかに依る。PV平面でのダイアグラムはもちろん物質依存。いろいろありうる。最初の熱源などの絵はあれ以外描けない。

今日の雑談

• 今日の投票数は， 85でした．この辺りでキープ状態でしょうか？履修が100名ですので、ぎりぎり８割。９割にはならないのかなぁ。
• 今日はレポート１を返却しました。まだ、受け取っていない人は私の部屋の前に置いてありますので、持って行ってください。
• 今日のアンケート

夏休みの大質問大会に参加する？

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

• 「大質問大会」、「大会」の時点で会に大がかかっているので、頭の大は質問にかかる(「大きな質問」)のでしょうか。 - RK (2014年06月03日 00時12分46秒)
• うっ。そっそーです。もちろん小さな質問でもOKです。 - ふくしま (2014年06月03日 06時36分36秒)

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