熱と仕事
気体の内部エネルギー 気体分子の持つエネルギーにはどんなものがあるか?
K= mv ×(個数) K= nR⊿T 1 3 2 運動エネルギーについて 気体分子1個1個に速さがあるので、運動エネルギーは存在する。 その大きさは、 K= mv ×(個数) 2 1 K= nR⊿T 2 3 計算すると
位置エネルギーについて 位置エネルギーはある?ない? 基準面 上と下でキャンセルしあって、位置エネルギーは、ほぼ0である。
つまり、 気体分子のエネルギー 気体分子の運動エネルギーの総和! このエネルギーを 気体の内部エネルギー という
内部エネルギー⊿Uを増やす方法は? 気体の速さを増加させれば、内部エネルギーが増加! 方法その1 外から仕事Wを加えて、加速させてやる。 方法その2 外から熱量Qを加えてあたためてやる。
方法その1 仕事W 内部エネルギー⊿ Uは、 仕事Wを加えるとWの分だけ増加する。
方法その2 熱量Q 内部エネルギー⊿ Uは、 熱量Qを加えるとQの分だけ増加する。
まとめると、 ⊿U = Q + W (内部エネルギー増加)=(外からの熱量)+(外からした仕事) これを熱力学の第一法則という!
断熱変化 熱量Q 熱の出入りをなくしたまま変化させることを断熱変化という。
断熱圧縮 仕事W 断熱材で囲った気体に外から仕事をするとどうなるだろう? ⊿U=0+W ∴⊿U=W
断熱膨張 仕事W 断熱材で囲った気体に外へ仕事をするとどうなるだろう? ⊿U=0-W ∴⊿U=-W 温度が下がる!