こんばんはお月様Nachillです。

今回から気体分子運動論について解説します。

 

気体分子運動論を学ぶ意義といしては、

 

分子運動という微視的(ミクロ)な分子の振る舞いから、

圧力・温度といった巨視的(マクロ)な物理量の本質を理解することです。

 

それでは気体分子運動論を見ていきましょう。

 

 

 

 

【気体分子運動論における3つの仮定】

 

①気体は質量を持った絶えず乱雑な運動をしている

②気体分子の大きさは移動距離と比較して極めて小さいため無視できる

③気体分子同士は衝突のとき以外は相互作用をしない

 

 

【気体分子運動論の流れ】

 

気体分子運動論には下記のように決まったパターンがあります。

 

①1個の気体分子の1回の衝突による力積を求める

②1個の気体分子から拡大し、圧力を求める

③さらに3次元に拡大

④出現した式に種々の方程式を代入し、様々な関係を見つけ出す

 

 

 

次回へ続く...

 

 

 

こんばんはお月様Nachillです。

今回は熱力学における諸用語を紹介します。

 

 

 

 

【比熱と熱容量】

 

比熱 c:物質 1gを1K上げるのに必要な熱量。単位は [J / (g・K)]

 

熱容量 C:物体全体を1K上げるのに必要な熱量。単位は [J / K]

 

融解熱・蒸発熱 L:物質 1gを固体→液体、液体→気体に状態変化させるために必要な熱量。単位は [J / g]

 

また公式として、以下のものがあります。

 

熱量 Q = mcΔT = CΔT = mL

 

 

【熱平衡と熱量保存の法則】

 

ある2つの物体を考えます。

物質は熱を得ると温度が上昇し、熱を失うと温度は下降します。

しかし物体間で温度差がなくなると、ある温度に落ち着きます。

この状態を熱平衡といいます。

 

また、「高温の物質が失った熱量」=「低温の物体が得た熱量」という関係が成り立つとき、

これを熱量保存の法則といいます。

 

例えば、高温物体(質量mA, 比熱cA, 温度TA)と低温物体(質量mB, 比熱cB, 温度TB)を接触させることを考えます。

熱平衡状態の温度をTとすると、熱量保存の法則は、

 

mAcAT- T)= mBcB(TB - T)

 

のようになります。

 

 

これらの関係や法則は、熱力学で頻出ですので確実に覚えておきたいところです。

 

 

次回からは気体分子運動論を解説していきます。

 

 

 

こんばんはお月様Nachillです。

今回は温度と熱量について解説します。

 

 

 

 

【温度】

 

熱力学において温度とは、

物質を構成している原子や分子の熱運動の程度を表します。

つまりは運動の激しさを表す量のことです。

 

高校物理では一般的に以下の2種類が出ます。

 

セルシウス温度(℃)・・・水の沸点を100℃、融点を0℃としたもの

 

絶対温度(K)・・・温度の下限を0Kとしたもの

 

 

【熱量】

 

熱とは温度差のある物体間でやり取りされるエネルギーのことです。

 

よく「熱=物質」だと勘違いされがちですが、「熱≠物質」です。

 

そのため質量をもちません

 

基本的に熱エネルギーは高温物体から低温物体へと移動します。

 

 

 

熱の単位は「J(ジュール)」を用いて表します。

 

また「cal(カロリー)」も用いられることがあります。

 

質量 1[g]の水の温度を 1[K]上昇させるのに必要な熱が 1[cal]となります。

 

また、1[cal]= 4.19[J]です。