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熱力学を学ぶスレ

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0001ご冗談でしょう？名無しさん
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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
0202ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/15(木) 21:26:31.00ID:VNPRRm6g
>>199
>>200
ああ、スレチって事か。すまん
0203ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/15(木) 22:51:33.93ID:???
模型から出発して、熱力学の結果に合うように色々と頑張ったりごまかしたりするのが統計力学。
0206ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/17(土) 01:31:14.38ID:???
教科書の著者
清水は古くからあるギブス流を元にしたスタイル
田崎は近年話題になった数理物理の論文を元にしたスタイル
で論理的に穴のないように頑張った本
0212ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/18(日) 00:02:00.82ID:???
>>211
清水・田崎はどちらLieb/Yngvasonの熱力論文に刺激を受けた上で公理的熱力学を構成しようとした書
理論構成はどちらもLieb/Yngvasonとは異なる
0215ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/18(日) 11:10:16.61ID:rgn+TzQJ
断熱操作で到達することができるということです
0216ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/22(木) 22:31:51.75ID:gsnRg8XE
エントロピーってなんで示量性なの？
0219ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 08:03:20.12ID:7qghoHnm
もう少し分かりやすく説明してくれ
0220ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 08:11:55.35ID:uTUEeEmi
???熱力学関数の独立変数を示量変数と呼んでいるのではないのか？？？
0224ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 11:53:17.13ID:uTUEeEmi
真意が通じていないみたいなんで更に噛み砕いて表現すると、
例えば内部エネルギーに対してエントロピーは示量変数、温度は示強変数。
一方、ヘルムホルツの自由エネルギーに対しては温度が示量変数、エントロピーは示強変数、
なぜなら各熱力学関数に対してエントロピーや温度は線形性を持ってるから。
と…思ってたし思っているということ。
0226ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 12:27:01.16ID:uTUEeEmi
>>225
解説願う。
0227ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 12:33:04.03ID:???
熱力学関数の独立変数を示量変数と定義するというなら止めないが

別に熱力学は熱力学関数の何か特別な形（線型性）に制限されてないと思うんだけど
どうして線型性を持っていると言えるんだ？
0228ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 12:39:10.75ID:3qXFP6VH
>>223
熱と温度という示量性じゃない量で定義されてるけど
なぜ示量性になるの？
0229ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 12:40:13.27ID:uTUEeEmi
独立変数と見なす限り、
線形性の条件、z(ax+by)=az(x)+bx(y)を満たすから。
示強変数だとこうはいかない。

＞＞別に熱力学は熱力学関数の何か特別な形（線型性）に制限されてないと思う

熱力学では熱力学関数やマシュー関数こそが物理法則で、
十分制限できると思っています。
0230ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 12:40:21.97ID:3qXFP6VH
自由エネルギーは普通に示量性じゃない変数の関数だけどな
温度の関数だし
0233ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/23(金) 14:08:31.74ID:lBT2Rwos
熱力学は枯れた理論
言葉遊びや数学遊びやっても何も新しい発見はない。教科書用語で十分。
0235ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/24(土) 00:30:35.73ID:xp/9yg0a
高校生なんで検討違いなこと言ってるかもだけど、
経路Ａ→Ｂ（ｑ1+ｗ1）をＣ1、経路Ａ→Ｂ（ｑ2+ｗ2）をＣ2とする。
Ａ→Ｂ→Ａという状態変化をＣ1ーＣ2として考えると、Ａにおける内部エネルギーをＵとして
Ｕ+ｑ1+ｗ1-ｑ2-ｗ2=Ｕ即ちｑ1+ｗ1=ｑ2+ｗ2が成立する。

これじゃ駄目なの？
ｑ1+ｗ1＞ｑ2+ｗ2ってのは経路の距離が違うってことだと思った
0236ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/24(土) 01:47:39.99ID:???
随分昔の話題だけど、それで合ってる。ただ、力学でもやったようにエネルギーの基準はどこでもいいので、
この場合は、エネルギーの収支だけを考えたほうが効率がいい。(つまり「Aにおける内部エネルギーU」は要らない)
経路の距離が違う、というのはよく分からないけど、エネルギー変化量に差があるってことは、京都行きと飛騨行きくらい違うものだってこと。
0237ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/24(土) 09:01:54.85ID:???
上に出てたのは

＞Ｕ+ｑ1+ｗ1-ｑ2-ｗ2=Ｕ即ち

これがエネルギー保存則で、これを証明してみろという話だよ。
0238ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/24(土) 10:36:06.73ID:gz7UMsG2
熱は示量性ではないよ
状態変数じゃないから
0242ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/24(土) 18:07:00.35ID:WMZTuMgC
体積が示量性なのは明らか
もし不満なら実際に体積を測定すればいい
0243ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/03/24(土) 20:16:50.99ID:8G4uIw4K
お前ら示量性すら分かってないのか…
田崎や清水や佐々あたりを読んでたら即答しないといけないレベルの問題だぞ
0244ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/03/25(日) 06:08:06.37ID:GRXjCU0O
痔良性
0247ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/04/01(日) 22:19:54.27ID:WoFWCGEJ
Seebeck係数Sは低温で

S=S0+S1 T+S2 T^1.5+ S3 T^3+・・・

と書けますが，S0の起源って何なんでしょうか？
ちなみにS1は電子，S2はマグノン，S3はフォノンです．
0248ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/04/03(火) 00:57:46.23ID:MdTQaCjT

麦茶って本当に「自殺」したみたいだね

昨年だったみたいだ・・・



291 : 病弱名無しさん : 2011/09/01(木) 02:24:35.47 ID:ZJv2GXl10 [5/14回発言]

麦茶さん

mixiの最終ログイン３日以上前

twitterの最終ツイート６日前

そして、連絡が一切取れない

本気で心配です。

これを見ていたら、誰かに連絡を取ってください。

お願いします。
0250ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/04/04(水) 12:45:22.98ID:???
>>130
いい問題だな

外界から系に物質が流入することで
系のエネルギーが増加することを理解してれば
簡単にわかるが、意外と理解してない人多いだろうな
0251ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/04/11(水) 00:35:34.35ID:S425y3Gt
田崎の熱力学読んでるけど楽しすぎる
0252ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/04/21(土) 14:24:26.65ID:NnOl61/m
清水のほうが良いよとマジレス
0254ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/04/23(月) 22:20:11.89ID:2jJnr7fe
先に読むべきはどっち
0263ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/06/03(日) 21:50:03.07ID:???
P≠Pexって状況で定圧ってのが系の気体の圧力一定を指してるのか外圧一定を指しているのか分からないけど、
P=Pexなら定圧⇒dH=dq でOK
0269ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/06/04(月) 19:40:58.91ID:???
定圧なら与えた熱＝エンタルピーの変化（＝内部エネルギーの変化＋外部への仕事）
定容なら与えた熱＝内部エネルギーの変化
等温なら与えた熱＝外部への仕事
断熱なら外界と熱のやり取りがないので内部エネルギーと仕事でエネルギー交換する。
断熱で外部にした仕事＝内部エネルギー減少分。
断熱で外部からされる仕事＝内部エネルギー増加分。
不可逆なら上記のやり取りの間で放熱したり摩擦仕事で熱が発生したりで等号が成立しない。
不等号で結ぶことになる。
0270ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/06/05(火) 12:15:45.93ID:???
> 等温なら与えた熱＝外部への仕事
これ理想気体だけじゃね
一般には等温可逆過程で 自由エネルギー変化=外部からの仕事
0271ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/06/05(火) 21:35:45.38ID:???
youtubeにあるアルコールランプで動き続けるスターリングエンジン
あれどういう原理なのか誰か詳しく教えてくれ。
炎でシリンダ内空気を等容？等圧？加熱→断熱膨張？等温膨張？→ピストンがめいっぱい出切ったそのあとは？

0272ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/06/06(水) 10:56:37.01ID:???
けんさくすりゃ、わかんだろ
キーワードはディスプレーサーピストン

こどもようにひらがなにしてみますた
0273ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/06/12(火) 23:26:14.48ID:mQ0loy7h
レベル低いなあ
勉強してから書けよ
0275ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/06/25(月) 00:06:41.80ID:8+ygaoYr
もったいぶらないで誰か
１３０の答え教えてよ。
0278ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/06/26(火) 02:42:12.83ID:2DM5gQyP
>>１３０の答えがとても気になるので
誰か教えてください。
0282ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/07/05(木) 00:28:16.77ID:AHJwmlHv
詳しい不完全微分の取り扱い方や、一般の気体の状態方程式を基礎にする場合にどうやって熱力学変数を定義するのか
について記述のある書籍を探してます、洋書でも構いません
0284ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/07/05(木) 00:44:20.38ID:AHJwmlHv
例えば理想気体の状態方程式なら第一法則とPV=nRTからS,H,A,Gの定義するが
van der Waalsの状態方程式を使ったら違う定義になってしまう
(逆に言えば、同じ定義を採用しても必ずしも状態変数になってくれない)
そこで一般的な状態方程式について各熱力学変数を定義する方法論を知りたいのです
0286ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/07/05(木) 01:11:22.57ID:9BjG8iFY
構成できるけど
佐々の熱力学ぐらい読んでから書けよ
0287ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/07/05(木) 01:22:44.20ID:AHJwmlHv
>>286
どうもありがとう、まずその本をあたってみます
0288ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/07/05(木) 10:00:17.64ID:???
ただでさえいろいろ関数あってややこしいのに
なんで変数を統一しないの？

ヘルムホルツはＦとかＡとかあるし
内部エネルギーはＵとかＥとか


勉強する側の身にもなってくれ
0290ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/07/05(木) 16:43:51.43ID:sqo4eccA
佐々「状態方程式と熱容量の具体形が与えられたら熱力学のすべてが求められる」
清水「エントロピーの具体形が与えられたら熱力学のすべてが求められる」

どちらも正しい
0291ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/07/05(木) 16:46:02.87ID:sqo4eccA
つまり「系の性質を決めているのは何か？」への答えはいろいろある

佐々は状態方程式と熱容量
清水はエントロピー

そしてどちらも同じ結果を与える
0293ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/07/05(木) 23:27:38.72ID:???
比較できるほど本を読んでるわけでもないけど、すくなくとも強磁性体の話とかは好きかな。あと、付録だけ読んでも面白いと思う。
とりあえず、熱力学として面白いのは8章以降だと思うし、熱力学を「使う」本を読むための手引きとして付き合うのが妥当かなと思う。
0294ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/07/05(木) 23:46:18.37ID:???
>>291
答えは一つだよ
完全な熱力学関数の１つを与えるか，
それを求めるために必要な偏微分方程式の組と境界条件を与える
そんだけ
0295ご冗談でしょう？名無しさん
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2012/07/13(金) 22:41:49.13ID:???
エンタルピーに関しての質問です。
定圧比熱Cpは「定圧条件下」における、単位温度あたりのエンタルピー変化の勾配を表しているのに、
練習問題等では圧力に関係なく、エンタルピーはdh=Cpdtと与えられているのが多々あります。
これはなぜでしょうか？圧力一定でなければdh=CpdTは成立しないはずだと思うんですが。
0297ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/07/13(金) 23:31:33.16ID:???
>>295
1MPaでも0.0000001MPaでもその圧力で一定という条件であれば
温度を一度上げるのに必要なジュールは同じ。
だから圧力に関係ないんじゃない？
dhは定圧比熱という条件付定数に温度変化をかけただけのもの
0299ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2012/07/13(金) 23:45:20.27ID:???
>>296
連続的に圧力が微小でゆるやかに変化していくとみなして、微小範囲ではほぼ等圧というのを広げて考えるということでしょうか？？

たとえば、練習問題というのはロケットのノズル（添字1とする）に流入する気体と噴射口の気体の状態量が
ある程度与えられており、噴射口（添字2とする）の気体の噴出速度を求めるという問題でした。
熱力第一法則でエネルギー保存より、V2=((H1-H2)+V1^2)^2　（エンタルピーの状態量は与えられていない）
となるのですが、解答ではここでdH=CpdTより、H1-H2=Cp(T1-T2)
と求めていました。ちなみに圧力はP1=13MPa P2=0.1MPaと、全く等圧ではないにも関わらず
dH=CpdTを用いていました。この1例だけなら誤植かとおもいましたが、他にも同様の例があり完全にわからなくなってしまいました。
0300299
垢版 |
2012/07/13(金) 23:47:59.53ID:???
すみません。
長文を書いてる途中に更新されていました失礼しました。
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