テキスト
系
- 空間のうち、検討対象の空間を系、その周囲を外界という
- 系には、孤立系、閉鎖系、開放系がある。
孤立系：外界との間でエネルギーも物質も交換しない。
閉鎖系：エネルギーは交換するが、物質は交換しない。
開放系：エネルギーも物質も交換する。 - 系が時間的に変動しない状態を平衡状態という
熱力学第一法則
- エネルギー保存の法則
- 熱力学第一法則では、熱と仕事は等価である
（熱も機械的な仕事もエネルギーの一形態） - 仕事＝力の大きさ×力が働いた距離（変位した量）
- 圧力一定の気体では、仕事＝圧力×体積変化
内部エネルギー
- 物質の状態に応じて、物体自身が持つエネルギー
- 内部エネルギーは状態量（物質の状態によって決まる値で、その状態になるまでの経路には無関係）
吸収した熱量
外部への仕事＝内部エネルギーの増加体積一定の変化（外部への仕事＝0）では、
吸収した熱量＝内部エネルギーの増加となり、気体の温度が上昇する
外部への仕事＝内部エネルギーの増加体積一定の変化（外部への仕事＝0）では、
吸収した熱量＝内部エネルギーの増加となり、気体の温度が上昇する
エンタルピー
- エンタルピーは内部エネルギーに圧力と体積の積を加えた量のこと
エンタルピー＝内部エネルギー＋（圧力×体積）
圧力一定の変化では、吸収した熱量＝エンタルピーの増加
熱容量
- 熱容量：物質の温度を１K上げるのに必要な熱量
- モル熱容量：気体1molの温度を１K上げるのに必要な熱量。
- 気体の定圧モル熱容量は定積モル熱容量より大きい。
CP＞CV
理想気体における定圧モル熱容量（CP）、定積モル熱容量（CV）の関係は、
CP＝CV+R（気体定数）
CP＝CV+R（気体定数）
- 比熱比（γ）は常に1より大きい
γ（ガンマ）＝CP／CV
等温変化
- 温度一定のもとでの変化
- 理想気体の等温変化では内部エネルギー変化ゼロ
断熱変化
- 外部との熱のやり取りがない変化
ジュールトムソン効果
- 気体をある温度以下で断熱膨張させると温度が低下する現象
- ジュールトムソン膨張は、エンタルピーは一定であるが、エントロピーは増加する
熱力学第二法則
- 機械的エネルギーと熱以外のエネルギーを完全に熱に変えることはできるが、その逆はできない
- 熱は高温度の物質から低温度の物質へ自然に移ることができるが、その逆が自然に起こることはない
エントロピー
- エントロピーは状態量（物質の状態によって決まる値で、その状態になるまでの経路には無関係）
エクセルギー
- 系が外界と平衡状態になるまでに取り出せる仕事の最大値
カルノーサイクル
- 高温熱源と低温熱源との間の、２つの等温変化と２つの断熱変化で構成された可逆サイクル
- カルノーサイクルより高い効率の熱機関を作ることは不可能
- カルノーサイクルを逆に動かすと、ヒートポンプになる
動画コンテンツ
ミニテスト
第1問
第2問
第3問
第4問
第5問
過去問題
第1問
気体の熱力学に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
第2問
気体の熱力学に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
第3問
気体の熱力学に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。ただし、気体はすべて理想気体とする
第4問
気体の熱力学に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
第5問
気体の熱力学に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか
テキスト（計算問題）
加熱量と温度変化の関係
Q=m×Ｃ×（Ｔ2－Ｔ1）
Q：加熱量 m：物質量 C：熱容量
T1ーT2：加熱前後の温度
Q：加熱量 m：物質量 C：熱容量
T1ーT2：加熱前後の温度
カルノーサイクル
η= TｈーTｌ／Tｈ = Q1ーQ2／ Q1
η（エータ）：熱効率 Tｈ：高温熱源温度
Tｌ：低温熱源温度 Q1：吸収熱 Q2：放出熱
η（エータ）：熱効率 Tｈ：高温熱源温度
Tｌ：低温熱源温度 Q1：吸収熱 Q2：放出熱
過去問題（計算問題）
第1問
解答
第二問
解答
第3問
解答
第4問
解答
