読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

熱力学メモ

大学の熱力学メモ この単位取らないとまずい

hackmd.io

熱力学

熱力学第1法則

Q : 熱量 W : 仕事量 U :内部エネルギー

外部から熱、仕事を与えると内部エネルギーが増加すること 内部エネルギーの変化は熱量 Q 、仕事量 W のみに酔って決まり、途中の過程によらない。

$dU = \Delta Q + \Delta W$

応用

体積の変化: dV 物体に与えられる仕事: $\Delta$ とすると

$\Delta W = -pdV $ となるので $dU = Q + -pDV$ となる。


熱力学第2法則

熱は温度が高い方から低い方に伝わるが、その逆は起きない   外部から何もしなければ不可逆である・

$\eta$ とは

$\eta$ は熱源 $Q_2 $と仕事 $-W$ の比

$\eta = \frac{-W}{Q}$

カルノーサイクル

カルノーサイクルとは仕事律 $\eta$ (イータ)が最大である熱機関のこと。  

gif

A→B 等温 膨張 $Q_2$ を受け取る B→C 断熱 圧縮 熱のやり取りなし C→D 等温 膨張 $Q_1$ を受け取る D→A 断熱 圧縮 熱のやり取りなし

1サイクルでする仕事量は $-W = Q_2 - Q_1$

よって $\eta = 1 -\frac{-Q_1}{Q_2} = 1 -\frac{-T_1}{T_2}$

カルノー定理

カルノーサイクルは2つの熱源の温度のみで熱効率が決まる。


熱力学第3法則

絶対零度以下の温度は存在しない。


熱力学第0法則

温度の異なる物質が接していると同じ温度になり、その状態を熱平衡にあるという。

AとBが熱平衡でBとCも熱平衡ならAとCは熱平衡になる。