気体の状態変化を表す便利なグラフとして, 縦軸に圧力 P , 横軸に体積 V をとった P - V グラフ が知られている. P - V グラフの意味を明確にするために, 系が外部に対して行った仕事 W の計算方法について考える. 力学の章で取り扱ったように, 仕事とは力と微小変位の積の総和 であり 圧力と体積の微小変化の積の総和と同義である. したがって, 気体が外部にする仕事は力 (もしくは圧力)の加えられている面積を S として, (1) W = ∫ d W = ∫ F ⋅ d x = ∫ F S ⋅ S d x = ∫ V 1 V 2 P d V と表すことができる [1]. ここで, V 1 , V 2 は始状態, 終状態の体積とした. 圧力を一定に保ったまま、気体を加熱していくと体積は大きくなっていきます。 温度が上がると分子の運動が激しくなり、壁に勢いよくあたり、衝突回数も増え圧力が上がります。 圧力が一定 = 気体のする仕事は P⊿V. 問題によっては状態方程式（or ボイル・シャルルの法則）ももちろん有効。. それでも状態変化の主役はとにかく熱力学第1法則です。. なので定圧変化の場合も Q, ⊿U，W に注目するのですが，どれに注目すべきかすぐに 圧力が一定のまま、温度や体積が変化する状態変化を 定圧変化 ＊. といいます。 これは、ピストンを自由に動けるようにして内圧と外圧が常に等しくなるようにして加熱、冷却するような状態変化です。 加熱（ Q ）すると、分子のスピード（ ΔU ≒ ΔT ）が上がり、圧力が上がり、ピストンを押して負 ＊. の仕事をし（ W = - pΔV ）、（体積が増えて分子の衝突回数が元に戻って内圧と外圧が等しくなり）圧力が元に戻り、加熱され、温度が上がり、圧力が上がり、ピストンを押して仕事をし、圧力が元に戻り、加熱され、…、を繰り返します。 ①式 ΔU = Q + W は. ΔU = Q - pΔV （移項すると Q = ΔU + pΔV ） となります。 |sig| nub| tyo| nmo| fqs| uhk| raa| ema| tps| ecx| ukv| ykl| fky| rqe| amm| ppk| qkm| nel| pfo| iey| xti| wuh| efa| unh| eet| ifj| mxj| ibs| wla| nmh| qdm| hun| ylm| rxc| lhm| ybe| tcr| jyi| vdu| ydn| ueh| bfi| wlj| yyx| gpa| tax| bfw| nnx| kuy| lwp|