熱力学基礎 Thermodynamics (第1回)宿題レポート
提出予定日 9月29日 提出日 月 日
学生番号 氏名 問題1
自動車のブレーキやタイヤとの摩擦等によって発生するア熱量は,自動車が最初Aに持っていた(イ )と最終状態B
の(イ )の差に相当する。
アの熱量は系(自動車)と外界(道路や空気など)の間で出入りする(イ ),ここでは自動車から外界に移動
自動車の持つ(イ)はここでは簡単に位置(イ)と運動(イ)の2つで考える。
位置エネルギー
運動エネルギー
自動車:2000kg
Ep =
(数式)
(数式)
Ek =
A
40m/s
h:基準となる位置からの高さ
€
基準となる位置はBの
位置とすればよい
€
8m
B
Bでは最終的に静止している
基準位置
Aでのエネルギー(具体的に数値を折れて計算する)
Ek + E p =
+
=
単位を忘れずに
Bでのエネルギー(こちらは即答)
Ek + E p =
€
+
=
差は
であり,これが熱となって消散する。
厳密には100%熱ではないが,ここでは深く考えない
€
単位を忘れずに
また,この自動車のエンジンにこれだけの熱を単に与える。
ア:自動車は走り出して元の状態(同じエネルギーの状態)になる。
イ:自動車は走り出すが元のエネルギーより小さい。
ウ:自動車は全く走り出さない。
これが,現実世界の( 可逆性 不可逆性 )であり,熱力学の原点でもある。
ここでは、直感的に正解して下さい。詳細は講義が進むにつれて理解できます。
課題1
温度が高いとエントロピーSを大きくする,温度が低ければエンタルピーHを小さくする方向に状態は変化すると
いう概念をおおまかに理解した上で,身の回りの現象を考えてみる。
(ギブズの自由エネルギーG)=(
)ー温度 (
) ○身の回りの例
上の式を使った説明
(他にもあれば裏面を使って同様の書式で記述して下さい)