X
トップページ⇒物理
664コメント209KB
熱力学を学ぶスレ
■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
0001ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2010/10/09(土) 21:27:59ID:???
蒸気機関の研究という目的から始まり
現代では化学や物性物理学の基礎となっている熱力学。

その体系は熱力学の法則として綺麗にまとめられているし
扱われる数学も決して高度ではないはずなのに
エントロピーだとか自由エネルギーだとか化学ポテンシャルだとか
直感では理解しがたい物理量がわんさか出てきて
マクスウェルの関係式が出てくる頃にはもうお手上げ状態という人も多いはず。

そんな初学者を救うスレです
0101ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/08/29(月) 07:18:58.80ID:???
> 剛体極限
量子論で考えれば無問題
ていうか、振動の作用積分がプランク定数のオーダーになるくらい振幅小さければ古典論は使えない
0102三流大卒
垢版 |
2011/08/29(月) 22:21:28.48ID:???
長年疑問に感じていたことが氷解した。さんくす。
0103ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/10/22(土) 18:30:34.05ID:BuvWB9wZ
培風館『熱力学・統計力学』原島鮮著　p.28　章末問題3

氷、水、水蒸気の共存する三重点で、氷の融解熱は1[mol]につき5870[J]、水の蒸発熱は36000[J]である。氷の昇華熱を求めよ。

解答は、41900[J]です。

解法を教えてください。
0105ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/10/22(土) 20:59:58.85ID:BuvWB9wZ
>>104
有効数字3桁でまるめたということですか？
0106ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/10/28(金) 19:03:55.26ID:???
JSMAテキスト　熱力学
p87の第2問。
10万トンの氷山(純粋を凝固させたもので、-10摂氏度)を環境温度20摂氏度の
温帯に運んできた。この氷山のエクセルギをkWhで求めよ。
氷、水の定圧比熱をそれぞれ2.05kJ/(kg・K)、4.19kJ/(kg・K)とし、
氷の融解潜熱を334kJ/kgとし、体積変化は無視していい。

この問題、自分で解いてみたら約7.61*10^5kWhとなったけど、テキストの
答えは8.16*10^5kWhってなっている。この答あってるのかな？なぜずれる…
0107ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/10/29(土) 21:47:00.14ID:???
>>106
なんどやってもダメならJSMEにメールすると丁寧に教えてくれる
誤植探しは出版側にとってもありがたい様子
間違っていれば正誤表に載る
0108ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/10/30(日) 10:41:38.03ID:???
>>107
何度も見直したら答えがあった。カルノー機関の熱の出入りの値を
間違って使ってたみたい(Qoutを使うべきところをQinを使ってた)。
サンクス！
0109ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/11/18(金) 10:29:09.06ID:5aNz8uyr
電波テロ装置の戦争(始)エンジニアさん参加願います公安はサリンオウム信者の子供を40歳まで社会から隔離している
オウム信者が地方で現在も潜伏している
それは新興宗教を配下としている公安の仕事だ
発案で盗聴器を開発したら霊魂が寄って呼ぶ来た
<電波憑依>
スピリチャル全否定なら江原三輪氏、高橋佳子大川隆法氏は、幻聴で強制入院矛盾する日本宗教と精神科
<コードレス盗聴>
2004既に国民20%被害250〜700台数中国工作員3〜7000万円2005ソウルコピー2010ソウルイン医者アカギ絡む<盗聴証拠>
今年５月に日本の警視庁防課は被害者SDカード15分を保持した有る国民に出せ!!<創価幹部>
キタオカ1962年東北生は二十代で2人の女性をレイプ殺害して入信した創価本尊はこれだけで潰せる<<<韓国工作員鸛<<<創価公明党 <テロ装置>>東芝部品)>>ヤクザ<宗教<同和<<公安<<魂複<<官憲>日本終Googl検索
0110ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2011/11/27(日) 21:39:13.02ID:???
工学部１年なんですけどこの問題の導出を教えてほしいです。

温度20℃、速度680m/s、定圧比熱1.0kJ /(kg･K)の理想気体の流れを断熱的に静止させた場合、気体の比エンタルピー増加量と温度はいくらになるか。ただし、位置エネルギは無視、外部仕事無しとする。

0111ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/01/22(日) 01:38:22.24ID:NRrlLDHg
age
0114ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/06(月) 21:41:55.27ID:???
化学系の学部生です。無機化学を専攻するのですが、お勧めの熱力学の本ってなんでしょうか？？
0119ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/06(月) 23:18:29.76ID:???
熱力学に関する一般的な教養として
江沢洋のだれが原子をみたか
山本義隆の熱学思想の史学展開
朝永振一郎の物理学とは何だろうかの上巻の後半
教科書・参考書として
田崎
フェルミ
アトキンス
現代物理学の基礎5巻
大学演習熱力学・統計力学

田崎は物理の教科書だが化学への応用もよく扱っていて実用的
もっと実用的なものとしてキッテルも有名だが
最近の教科書を読んだあとだとすぐには納得できない記述が多い
フェルミは薄いがなかなか深いし行間を補わなくてはならない
最後2つは世界的にも有名な和書
0120ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/07(火) 19:13:36.57ID:Cic84Or9
田崎より清水のほうが良いよ
田崎は余裕があれば読めばいい
0125ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/08(水) 18:17:46.82ID:p5vJWQwa
なんでわざわざ田崎とか佐々みたいなサイクル過程を全面に押し出すスタイルの教科書をやるのか理解出来ない
素直に清水やキャレンみたいにエントロピーの性質を全面に出したほうがエントロピーを理解しやすいだろ
0127ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/09(木) 07:22:42.99ID:???
皆様ありがとうございます。
田崎さんはセンスを磨く感じの本でしたので、より基礎的な清水さんの本をしっかりやることにしました。
0128ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/14(火) 02:53:17.03ID:s+3i/2ch
おとなしく佐々にしておけば良いのに…
0130挑戦者
垢版 |
2012/02/21(火) 22:19:13.61ID:tk/S0Gtb
二つの状態AとBがあり、状態A→Bへと変化する道筋は、
q1＋w1のコース１とq2＋w2のコース２の二つが存在する。
コース１を通って状態Aから状態Bまで行き、
逆コース２を通ってBからAに戻るサイクルを考える。
このサイクルを用いて「エネルギーは保存される」ということを証明せよ。
ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする。
0132挑戦者
垢版 |
2012/02/21(火) 22:55:46.88ID:tk/S0Gtb
≫131

いけるらしい。
この問題は、とある問題集に載っていた。
古すぎて解答が存在しなかったが……(汗)

熱力学第一法則がかかわってくるらしいが
0133挑戦者
垢版 |
2012/02/21(火) 22:58:14.14ID:tk/S0Gtb
>>131

ちなみに類題の答え
「q1＋w1＞q2＋w2のサイクル」にて
ｎ回サイクルを回った時のエネルギー変化量は
n(q1＋w1)-n(q2＋w2)>0
となり、この機関は第一種永久機関であるが、そんなもの存在しない
したがってq1＋w1＝q2＋w2であり、エネルギーは保存される
0134ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/21(火) 23:01:55.21ID:???
>ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする。

の前提で、その上、熱力学第一法則が成立してるんだから、
q,w以外のエネルギーの移動があるに決まってるじゃないか。
何だよその解答は。
0135挑戦者
垢版 |
2012/02/21(火) 23:10:48.09ID:tk/S0Gtb
>>134

>>130の問題文はこれであっている。
以下そのまま引用
「ある二つの状態AとBがあり、状態A→Bへと変化する道筋は、
　q1＋w1のコース１とq2＋w2のコース２の二つが存在する。
　コース１を通って状態Aから状態Bまで行き、
　逆コース２を通ってBからAに戻るサイクルを考える。
　このサイクルを用いて　「エネルギーは保存される」
　ということを証明せよ。
　ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする。」

>>133の解答がおかしいってことか？
この類題の答えははっきりと載っていたんだが……
0136挑戦者
垢版 |
2012/02/21(火) 23:40:32.93ID:tk/S0Gtb
ふと思いついたが、>>135の問題こんな解答はどうだ？

ｎ回サイクルを回った時のエネルギー変化量は
n(q1＋w1)-n(q2＋w2)＜0
n=∞ までサイクルを回すと△Uは減少し続け、いずれは絶対零度に到達する。
しかし、絶対零度はこの世に存在しないため矛盾する
したがって、q1＋w1＝q2＋w2であり、エネルギーは保存される
0137ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 00:03:03.81ID:???
>>133
問題設定で「q1＋w1＞q2＋w2」って言ってるのに、なんで最後で「q1＋w1＝q2＋w2」って結論してるんだ？
その問題おかしくないか？
もしかして＞じゃなくて≧じゃない？
0138挑戦者
垢版 |
2012/02/22(水) 00:09:32.29ID:u+4Qrzoi
問題設定をおかしくすることで背理法で答えを出せということではないでしょうか？
0140挑戦者
垢版 |
2012/02/22(水) 00:28:12.21ID:u+4Qrzoi
向きが逆で、q1＋w1＜q2＋w2、が問題文で与えられています。
0141ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 00:44:36.79ID:???
>>140
問題文で与えられていることと矛盾した結論を出すのは背理法とは言わない
それはただの問題設定無視
まあ多分、「q1＋w1＜q2＋w2を仮定して背理法で導け」という意味のことを著者は書きたかったんだろうけど

>>133の解答もおかしいし、その本捨てた方がいいよ
0143ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 00:48:23.88ID:???
> n(q1＋w1)-n(q2＋w2)>0
> となり、この機関は第一種永久機関であるが、
これだけじゃ第一種永久機関かは分からない

> n(q1＋w1)-n(q2＋w2)＜0
> n=∞ までサイクルを回すと△Uは減少し続け、いずれは絶対零度に到達する
これだけでいずれ絶対零度に到達するということはできない
0144挑戦者
垢版 |
2012/02/22(水) 00:50:11.70ID:u+4Qrzoi
私が勘違いしていたみたいで、
この問題某医学部の化学の教授？が作った問題らしいです
友達曰く、何年間もずっと生徒に出題しているしている難題
存命の人を勝手に死んだことにしてた(汗)

なので、問題は正しいですよ。
類題の>>131みたいな感じでとけないですか？
その友達が教授に質問したら、これを参考にして解けと
>>131が出てきたみたいです。
0145ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 00:51:18.38ID:???
>>142
物理でも背理法は使いうる
たとえば熱力学第一法則・第二法則を認めた上で○○と仮定すると矛盾が導かれるから熱力学第一・第二法則からは○○ではないことが導かれる
というのは普通にある
0146挑戦者
垢版 |
2012/02/22(水) 00:51:19.23ID:u+4Qrzoi
↑訂正　>>131→>>133
0147ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 01:12:03.42ID:???
>>133
> 「q1＋w1＞q2＋w2のサイクル」にて
> ｎ回サイクルを回った時のエネルギー変化量は
> n(q1＋w1)-n(q2＋w2)>0
> となり、この機関は第一種永久機関であるが、そんなもの存在しない
> したがってq1＋w1＝q2＋w2であり、エネルギーは保存される

第一種永久機関は「外からエネルギーを加えることなく外に仕事をし続ける」ものだから、
・q1+w1-(q2+w1) ≦ 0
・w1+w2 < 0 (∵wは外からされた仕事）
が必要。この問題のサイクルはむしろこの一つ目の不等式と正反対
二つ目の不等式も言えてないし
だからこの解答はおかしい


その教授が物理学科の人じゃないってんなら熱力学は専門じゃないでしょうから勘違いしているんでしょう
大学では自分の専門外の分野で（あるいは自分の専門でも）間違いを犯す教授はよくいるから、気をつけた方がいいよ
0149ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 07:09:50.35ID:eShrHXiG
a,b,cをのうちcを用いてaを倒す
0150挑戦者
垢版 |
2012/02/22(水) 08:53:59.70ID:u+4Qrzoi
>>147
まいったな……問題文ごとお○○○大学の准教授を否定してくる猛者しかいないじゃないか……。
こじつけでもいいから解く方法はないのか……？

この問題は例年試験で出題されているのさ……。必修科目で進級にかかわる科目
例年三問出されてそのうちの一問がこいつ。ボーダーは六割以上
おまけに、Under先生は質問には無言を貫く男気あふれる先生だからな……。

もう、だめぽ。
0151ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 09:15:35.32ID:???
>>147

>ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする
エネルギー保存則に反した仮定をして保存則を証明しろといっている

類題の回答も
> q1＋w1＞q2＋w2のサイクル」にて

> n(q1＋w1)-n(q2＋w2)>0

q2+w2の過程の逆過程の仕事と熱を-q2-w2としているが，これは正しくない

化学でも熱力学専門の人はいるけど
この人は全くわかってない
答えられないから質問にも答えないんだろう
136みたいな適当な答を書いておけば○になるかも知れない
0152ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 12:48:04.97ID:???
教授の回答が間違っていることを証明すればいいだけの話では。
わざと間違った答えを与えて医療倫理に対する考え方を問うているのかも。
先輩のミスに「間違っています」といえるかどうか。
0153ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 14:10:46.23ID:???
永久機関の不存在ってエネルギー保存使わないで証明できるんだっけ？
そもそも第一法則使わないと熱が定義できないような。
いろいろ循環してないか？
0154ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 14:19:52.35ID:???
>>130>>132
熱力学第一法則使っていいの？ なら簡単じゃん
熱力学第一法則よりq+wは経路によらない
よってq1+w1=q2+w2
よってエネルギーは保存する
0155ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/22(水) 14:25:05.19ID:???
もっともこの問題文で言う「エネルギーが保存されることを示せ」が何を求めてるかよく分からないけど、
>>133を見る限りq1+w1=q2+w2を言えば満足らしいので
0157ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/23(木) 10:16:56.80ID:omqlufYf
化学熱力学のオススメの参考書ない？
サイエンス社のピンク色のやつならもってる。
0160ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/23(木) 16:43:03.95ID:???
>>130
「ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする。」が明らかにおかしいのは確かだけど
何を前提として使っていいのかがさっぱり分からないな
問題文だけ見るとどこかの高校生が書いたような文章
0161挑戦者
垢版 |
2012/02/25(土) 20:53:06.14ID:OqMbl137
>>154
エネルギーが保存されていることを示すということは
熱力学第一法則を証明するってこと。
解答に使うことはできない

>>160
これはローカル大学の準教授が毎年書いている、れっきとした期末テスト。
単位を賭けた血で血を洗う闘争に毎年出されている。もちろん今年も。

今年も
『二つの状態AとBがあり、状態A→Bへと変化する道筋は、
q1＋w1のコース１とq2＋w2のコース２の二つが存在する。
コース１を通って状態Aから状態Bまで行き、
逆コース２を通ってBからAに戻るサイクルを考える。
このサイクルを用いて「エネルギーは保存される」ということを証明せよ。
ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする』
と、一字一句違わず同じ問題が出た

質問しても答えは教えてくれない。
ただ、解答としては二行で終わるらしい。
内部エネルギーが減少して絶対零度になるは誤答
仕事を加えないと成り立たないから不可逆反応という誰かが唱えた説も誤答

もしかしたら、カルノーサイクルと関係あるかもよ(ニヤリ)と準教授は言ってたみたいだ
0162ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/25(土) 21:09:35.77ID:???
エネルギーが保存されることを示せ、というのだから
q1＋w1とq2＋w2が何であるか説明すれば済む話じゃん。

バカばっかりだね。
0163ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/25(土) 21:10:54.04ID:???
おっと、文字が抜けた。

> q1＋w1とq2＋w2の差が何であるか説明すれば済む話じゃん。

これで分からないようでは中学校からやり直す方がいいぜ。

0164挑戦者
垢版 |
2012/02/25(土) 21:19:45.87ID:OqMbl137
>>163
来年のわが大学の後輩のためにも詳しく教えろください
0166挑戦者
垢版 |
2012/02/25(土) 22:42:54.20ID:OqMbl137
>>165
それは、今年試験受けた人達のなかでも有力視された答えだった。
だけど、○田先生に押しかけた人が言うには
「宇宙のエントロピーが一定であるというのは熱力学第二法則だから
　第一法則の証明のために使うことは出来ない」
みたいなことを試験後にのたまっていたらしい。
0167ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/26(日) 00:17:33.79ID:???
「ただし、q1＋w1＜q2＋w2とする」

この時点ですでにエネルギーが保存されてる証明にならんの？

可逆変化で考えてみた。
ある熱量q1がありそこへ仕事w1を加える。
結果q2の熱量となつた。
q2の熱量からw2の仕事を取り出した。
結果q1の熱量となった。

q1+w1＝q2
q1＝q2-w2
可逆変化なのでw1＝w2、よって
q1＝q2-w1

不可逆変化で考えてみた。
与えた仕事w1より取り出せる仕事w2のほうが少ない。
w1>w2
Aの経路でq1+w1＝q2となる。
Bの経路でq2からw2を取り出しても元のq1より大きい
q1<q2-w2

両辺にw1を足すと
q1+w1<q2+w1-w2
w1-w2>0なので…

あれ…
わけ分からなくなってきた…
0171ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/26(日) 00:42:13.39ID:???
>>170
エントロピーと熱は等価でないから置き換えはできない。
積分分母として温度を導入した微小熱量は微小エントロピーと等価になる状況はあるが
微小でない一般の物理量としての熱とエントロピーは置き換えられるはずがない。
0174ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/26(日) 02:32:10.27ID:???
孤立系について、系に仕事 W をなす。このときの系のエネルギー変化量は、
　　ΔU = W
と書ける。
孤立系をいくつかの部分系に分けると、それぞれの内部エネルギーの変化量について、
　　ΔU_1 + ΔU_2 + ... + ΔU_n = W
と書ける。系1 についてのエネルギー変化量は、
　　ΔU_1 = W - (ΔU_2 + ... + ΔU_n)
となる。右辺第二項を熱 Q と定義すると、一般の系について、エネルギー変化量 ΔU は、
　　ΔU = W + Q
と表現される。このようなエネルギーを考えると、あるサイクルでエネルギーが保存されるためには、
　　ΔU[A→B] + ΔU[B→A] = 0
であればよく、(ΔU[A→B] は状態 A から状態 B へ変化する際のエネルギー変化量)
そのためには、
　　ΔU[A→B] = W_1 + Q_1, ΔU[B→A] = W_2' + Q_2' として、
　　(W_1 + Q_1) + (W_2' + Q_2') = 0　←→　(W_1 + Q_1) = - (W_2' + Q_2')
特に、経路 1 を経路 2' の逆経路に取れば、(W_2 + Q_2) = - (W_2' + Q_2') だから、
　　(W_1 + Q_1) = (W_2 + Q_2)
となる。逆に、状態 A を出発して任意の経路で A に戻る過程において、
　　ΔU[A→A] ≠ 0
であるとすると、この過程は、出発点は常に変わらないので、任意の回数だけ繰り返し行うことができ、
繰り返し行うことで、状態 A でのエネルギー量は任意に取ることができる。
このとき、エネルギーは状態量ではなくなる。
0177ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/26(日) 13:11:42.66ID:???
短文で否定する奴は
何も分かってないんだろな
か、分かっていても論理立てて述べる術を持っていないか
0178ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/26(日) 22:05:20.76ID:???
>>176
アー、ごめん。観測者を含む力学系のみと相互作用で繋がれているか、あるいは孤立した熱力学系 (断熱系) について、じゃダメかな？
0179ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/02/27(月) 12:15:24.84ID:???
＞　　ΔU_1 = W - (ΔU_2 + ... + ΔU_n)
＞となる。右辺第二項を熱 Q と定義すると、

各部分系がすべて断熱で仕事しかやり取りしない場合でも熱が定義できてしまう。
熱の定義として成り立たないね。
0188ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/09(金) 23:41:42.14ID:???
これ合ってますか？

熱ってどこかに逃げちゃうでしょ。
対流伝導放射とかで。
熱を仕事に変えてるそばからどっかにどんどん逃げてる。
断熱しててもその中の物体や断熱材自体の温度上昇にどうしても費やされる。
なので熱を全部仕事に変えられない。

仕事も同じで一部はどこかに逃げる。
機械でよく聞く摩擦や空気抵抗などによるロスってやつ。
ただそのロスは全て最終的に熱に変換される。
仕事を熱に変換するとき大部分は熱に変換され一部はロスとして熱に変換されるから
結果として全部熱に変換される。

この考えは合ってる？
0190ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/11(日) 10:15:23.69ID:OJkGHO1l
全くの素人なんだが、熱って結局何なんだ？

初心者用の解説では必ず「分子の運動」って言われてるけど
それって、分子が沢山のビリヤードの玉みたいに飛び回ってる所を想像すればいいのか？
0193ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/11(日) 14:24:33.76ID:0shLyw5G
アホすぎて話にならない
田崎か清水読んで出直してこい
0194ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/11(日) 14:29:10.71ID:???
温度が高い＝分子の運動が盛ん、ならともかく、熱＝分子の運動、ではないわな
エネルギーの移動量から巨視的な仕事を差し引いたものを熱っていうんじゃないかな
ミクロなエネルギーのやり取り
0195ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/11(日) 15:13:59.47ID:???
熱を定量化したものが熱量でありエネルギーと同じ次元なので
単位をうまく取ればほかのエネルギーと一緒に扱えるのだー
0197ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/15(木) 17:37:04.04ID:VNPRRm6g
俺もそれ知りたいな
熱って具体的に何なんだかよくわからん

電磁波とか運動エネルギーはある程度イメージが出来るんだが
熱ってのはミクロの世界で何がおきてるのか全くイメージが沸かない
0200ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/15(木) 20:38:13.03ID:???
熱力学は統計的抽象的な事象を扱う学問なので
具体的な分子がどうとかにはそもそも答えられない
■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
ニューススポーツなんでも実況