熱力学基礎 Thermodynamics （第４回） 講義レポート １０月２０日（月） 学生番号 氏名 内部エネルギー, U 系を構成する粒子（分子や原子）が持つ（ ）エネルギーや（ ）エネルギーの総和 状態量 熱力学が対象とする様々な物質（ここでは気体を主に考える）の持つエネルギーはその状態によって決定する。 例えば状態方程式があるので温度と体積が決まれば，その他の状態変数は決まる。エネルギーも決まってしまう。 このように物質の状態のみに依存する量を（ ）といい，状態変化の（ ）には依存しない。 数学的にはこれまで勉強してきた普通の関数である。状態量でない（ ）と（ ）の方が特殊と考えるべき P (kPa) 例題 準静的サイクルでの仕事と熱 準静的過程Ａ→B 仕事を（ する される ），ΔWは（ 正 負 ） Ａ 25 ΔW kJ ΔW = kJ ΔW = kJ 準静的過程B→C 仕事を（ する される ），ΔWは（ 正 負 ） B 15 = C 準静的過程C→A 仕事ΔW （ ）が変化しないので即答で € 0.4 1.0 V (m3) € 準静的サイクルＡ→B→C→A 仕事ΔWは の面積、ただし ΔWは（ 正 負 ） € サイクルでは同じ状態に戻るので（ ）である内部エネルギーの変化ΔＵは ΔQ = （ ）となる。（ ）法則からΔQ＝（ ） 例題 理想気体の内部エネルギー変化 理想気体１モルが下図のように準静的に変化した。Cv＝1.5Rとする。 € P (kPa) 温度変化 ΔT 25 内部エネルギー変化 15 kJ ΔU € ΔT = K ΔU = kJ 準静的なので仕事 は（ ）図上の（ ）から計算できる。 € ΔW € 0.4 1.0 V (m3) ΔU ， がわかったので，（ ）より を計算する ΔW ΔQ € 問題９ ΔW = kJ ΔQ = kJ € € 不可逆に変化しても第一法則は成立（ ）。しかし、不可逆過程では上の例のように面積から仕事を計算することは € €（ ）。ではどうするか？ 例えば理想気体であれば（ ）が常に成立するので，上の例のよ € € うにΔＵの計算はできる。さらに熱力学の（ ）法則よりΔWを計算することができる。 (1) （ ）気体なので状態方程式から温度変化 を求める。 ΔT ΔT = K ΔU = kJ 内部エネルギーUは（ ）なので，どのような過程でも始点 € と終点が同じであればその変化量 は（ ）値となる ΔU (2) ΔU がわかったので，（ ）より を計算する ΔW € ΔW = € 気体は仕事を（ した された ） kJ € € € ＜今回の講義の評価 3: 復習して整理すれば十分だ，２: 十分納得できなかったが努力できる，１: 自己学習不可 0：全くだめ ＞ 目標達成 １．状態量（ ） ２．熱力学の第一法則（ ） € ３．定積比熱と内部エネルギー（ ） 授業への取り組み（ 十分に授業に参加したと感じた。 集中が途切れることがあった あまり参加できなかった ） 教員の態度 （ 説明は丁寧でわかりやすかった 熱心だが理解できなかった まあまあ 全くだめ ） その他、質問、要望、感想など
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