【大学生の熱力学】熱力学第0,1法則

熱力学

お疲れ様です!

今回は熱力学2回目として,熱力学の法則たちをまとめていきたいと思います!

シンプルなものですが,いざ問題を前にするととけなくなるんですよね・・・

熱力学の法則

①熱力学第0法則

 これはあまり聞いたことがないかもですが,第0法則は存在します.

「二つの物体が第3の物体とそれぞれ熱平衡の時,その2つの物体も熱平衡である」というものです

簡単に言うと,「熱が移動して同じ温度になるよ」ということです.図を下に示します.

これは日常生活でなんとなく感じてることではないでしょうか.

②熱力学第1法則

これが結構使うもので,その内容は

「熱はエネルギーの一つの形で,熱と仕事の変換が相互に可能」ということです.

それより大事なのは式で,以下の図の式で表されます.

確かに,熱量という熱が工業仕事というしごとに変換されてますね.

この式は,あたえられる熱量を正としています.(熱が出ていくのは負になる)

開いた系の式は以下のようになります.(開いた系はあんまり問題数がすくないように思えます)

ごちゃごちゃしてますが,閉じた系に,運動エネルギー,位置エネルギーが加わり,内部エネルギーをエンタルピに,絶対仕事(pdVのとこ)が工業仕事になるだけです.

工業仕事とは,開いた系の仕事でありタービンを回すものが有名です(問題もほとんどそれ).

開いた系の式だけ がついているのは,位置エネルギーと運動エネルギーは単位が ですが,そのほかが なので,揃えるためにかけています.(与えられた数値をよく見て考えないと引っ掛かりますね...) 

内部エネルギーを使う式と,エンタルピを使う式,どちらも変換ができるようにしましょう!

例題

字が汚くてすみません・・・

この例題は第0法則そのまんま使うものではありませんが,水の受け取った熱量がされた仕事と同じになるよということからイコールの式を作ります.

単位計算は式が出てきたらその都度確認しておくのがよいと思います.

まとめ

今回の法則は熱力学の分野でもよくつかわれるので,練習して慣れてくださいね.

単位計算,熱量の正負に気をつけるように!

ありがとうございました!

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