等温変化

気体の3つの状態量P,V,Tのうち,Pが一定の変化(定圧変化)とVが一定の変化(定積変化)については考察が終わったので,今回は残る1つ,等温変化Tが一定の変化)について見ていくことにしましょう!

 

 

温度が一定 = 内部エネルギーが変化しない

温度が一定といえば,ボイルの法則をすでに習っていますが,前回までと同様,熱力学第1法則に絞って考えていくことにします。

さて今回はQ, ⊿ U,Wのどれに注目すればいいでしょう?

 

正解は⊿ U

内部エネルギーについては数回前の記事で扱ったばかりなので,覚えててほしいところですが,忘れている人はLet's 復習!

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温度と内部エネルギーが直接関係しているということは常に意識しておいてください。

温度の変化がないということは内部エネルギーの変化もないわけで,これを式で表すと,⊿ U = 0ですよね!

 

 

等温変化と熱力学第1法則

等温変化 → ⊿ U = 0ということがわかったので,これを熱力学第1法則に代入すると…

Q = 0 + W

という関係式が得られます。

等温変化では,加えた熱はすべて仕事に使われるということを示しており,人間でいうと,食べたカロリーの分だけ仕事をして消費するという理想的な状態です笑

「熱を加える」と聞くと,どうしても温度が上昇すると連想してしまいがちですが,熱を加えることと温度が上がることはまったく別物ということを,この等温変化は教えてくれています。

 

まとめノートは今回もありません。 おつかれさまでした!

 

次回予告

1つの状態量が一定の変化については,これで全パターン網羅しました!

が,まだ大事な状態変化が残っているのです。

次回もお楽しみに!

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