定圧変化

前回は,気体の体積を一定に保ったまま変化させることを考えましたが,今回は圧力を一定に保ったままの状態変化,すなわち,定圧変化(等圧変化)について考えましょう。

 

 

圧力が一定 = 気体のする仕事はP⊿ V

問題によって状態方程式(or ボイル・シャルルの法則)ももちろん有効ですが,それでも状態変化の主役はとにかく熱力学第1法則です。

なので定圧変化の場合も,Q, ⊿ U,Wに注目するのですが…

どれに注目すべきかすぐにわかりますか?

 

これは前回ほどわかりやすくはないかもしれません。 答えはW

もちろん今回は気体の体積が変化するので,W = 0ではありません。

W = 0ではないけれども,「圧力が一定 ⇒ Wが公式を使って計算できる」ということを思い出してください!

その公式は,W = P⊿ V でしたよね!!

そんなのあったっけ?という人は過去記事で復習しておいてくださいねー

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定圧変化と熱力学第1法則

定圧変化 → W = P⊿ Vということがわかったので,これを熱力学第1法則に当てはめてみると…

Q = ⊿ UP⊿ V

が得られます!

加えた熱(Q)が,内部エネルギーを増やす分(⊿ U)と気体の仕事(P⊿ V)の2通りに使われることを示しています。

 

あ,そうそう,理想気体の状態方程式(変化量ver.)というのがあってですね…

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これを使うと,先ほどの第1法則の式は,

Q = ⊿ U + nR⊿ T

と書くこともできます。

この式はそのうちまた使うことになるので,併せて覚えておいてもらえればと思います。

 

前回を上回るレベルで短いですが,今回はこれでおしまい。

まとめノートは今回もナシ。

 

次回予告

体積一定 → 圧力一定,と来たので,次回は温度が一定の変化について調べていきましょう!

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