熱統計・熱力学スレッド
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>>821
それは、状態方程式を与えるのと同じだね。
統計力学は分子レベルの話をしているから、作業物質が液体なのか、金属なのか、
区別している別の独立した方程式だよ。
熱力学で議論しているのはエネルギー保存則と変化の方向性だけでしかない。
変化の方向性は物質によって違う、簡単な話、
1気圧で、水は4℃以下では凍らない。
温度と相転移の話すら熱力学は超越しているわけだね。
>>818-819
はあ、じゃ英語にしたらいいの?
熱力学の難しさを言及するのであれば、
「力学と言いながら、エネルギーと方向性の話だけで、運動量は知らない」
ということだよ。
力学から入ると、時間微分でもう一つの方程式が得られるから、その2つで
一つの解が得られる、だろ?
ニュートンの主張した運動量、ライプニッツが主張した運動エネルギー、
その2つが保存則としたら、解は2つの方程式で得られるはずなのに、
熱力学は1つしか方程式がない、エネルギーに関する熱と仕事の方程式、
これが独立した方程式とは言えないよね。
仕事と熱の方程式は独立じゃない。
それは入り口で
δQ+δW
って記述されているじゃないか。
厳密な解析学的な考察をすれば、これが、dQ+dWじゃないと
分かるわけ。
微分可能じゃない関数は高校レベルでは扱わないからね。
>>823
あなたの文章は
単語の使い方がずれてて
なんといったらいいか
乃木坂の中に変なおじさんがたくさん混ざってる
みたいな感じかな >>825
力学や熱力学を一生懸命勉強したんだろうな
とは思うけど
やっぱり独学だと限界があるんだよ
しかたないよね >>827
独学とそうではないという話は、
「他人の価値観に従うか?」
ということだろ。
工業高校レベルなら、多数による合理論が成り立つわけ。
高卒でしょ?
>>826
論理学的考察で
自然言語と記号論理論
の違いが分かっていないの?
音韻に基づく自然言語と、記号論理論を同じに扱う時点で、
お粗末なんじゃないか。
熱力学に戻るけれど、
作業物質の性質に関係なく成り立つ法則
を求めたわけだね。
「気体でも液体でも固体でも、化学変化する物質でも同じ原理が成り立つ」
その恐ろしさは分かるべきじゃないのかな?
エネルギー保存則とその方向性だよね?
それで今の状態が時間変化で記述できると思う?
物理に対する感覚的には、時間的な変化は記述不可能と思うべきじゃんだろ。
>>828
>独学とそうではないという話は、
> 「他人の価値観に従うか?」
> ということだろ。
こうなっちゃうのも
独学にありがち >>830
>「気体でも液体でも固体でも、化学変化する物質でも同じ原理が成り立つ」
新発見でもしたよな妄想するのは勝手だが、そんな様な事は統計力学からとっくに導出されてる
また、統計力学・熱力学の時間概念は時間平均な。 >>832
> 統計力学からとっくに導出されてる
> 統計力学・熱力学の時間概念は時間平均
こういうのは的外れだった,というのが今の常識だと思うが >>832
正しいと認めていることに文句を言うのは、科学的におかしいよな(笑)。
イライラしているだけのことだろ。
初等物理でブツブツ言う奴は、落ちこぼれか?
お前ら
まさか
エルゴード仮説とか
統計平均 = 時間平均とか
信じてるんじゃないだろうな やっぱり大学行くとものの考え方
というか捉え方がガラッとかわって
血肉になるな >>836
それを認めない立場だと、どんな面白い物理が引き出せるの? 成りすましはやめろって
仮定をしていないものは入りうるわな
田崎氏のせいでエルゴード仮説が間違いだという誤解が広がった感は否めない
田崎氏はそんなこと言ってないけどな
言ってたのは統計力学の構成に必要かの話
仮説の名の通りその定理の真偽は未だ不明 >>841
そんな誤解は広まっていないと思うが
あくまで統計力学の基礎付けの話 ちょっとした質問スレに書いたんですがレスがつかにようなので、こちらに書かせていただきます。
熱力学のグランドポテンシャルに関する問題について質問です。
気相と液相が2相共存の平衡状態となっていて、液相は気相中に球状の液滴として存在しているとする。
気相の体積と圧力をVg、Pg、液相の体積と圧力をVl、Plとし、気体と液体の界面の面積をAとする。
液体粒子数Nlと気体粒子数Ngの和は全粒子数Nになるとする(gとlは気相、液相を表す添字)。
この系では、2相の温度と化学ポテンシャルはそれぞれ等しい。
界面の効果を考えずに気相、液相のグランドポテンシャルをそれぞれ
Ωg=-Vg・Pg
Ωl=-Vl・Pl
と書くと、系全体のグランドポテンシャルΩは、界面の寄与Ωsを考えて
Ω=Ωg+Ωl+Ωs=-Vg・Pg-Vl・Pl+αA
となる。ただし、αは界面における表面張力係数で、温度だけに依存して決まるものとする。
ここで、液滴の半径をR、Vl=(4π/3)R^3、Vg=V-Vl、A=4πR^2 とすると、温度と化学ポテンシャル一定のもとでΩはRの関数として
Ω(R)=(4π/3)(Pg-Pl)R^3+4παR^2-Pg・V ・・・[1]
と書ける。ΩをRで微分すると、
Ω'(R)=4π(Pg-Pl)R^2+8παR …[2]
Ωに極値を与える条件を考えると、Ω'(R)=0 だから式[2]より
(Pg-Pl)R+2α=0
∴ R=2α/(Pl-Pg) …[3]
式[3]は、Pl=Pg+2α/R と変形できるので、
α>0ならばPl>Pg ・・・[★]
これは表面張力の効果によって液滴の内部圧力が外部(気相)の圧力よりも高いところでバランスするという事実に一致している。液滴半径rが式[3]で与えられるとき、2相は平衡状態になると考えられる。
(つづく) >>846
・・・と、ここまで考えたのですが、ここから先が混乱してきます。
さて、平衡状態でのグランドポテンシャルは最小化するはずなので、横軸にR、縦軸にΩをとって曲線Ω(R)のグラフを書くと、R=2α/(Pl-Pg)においてグラフが極小になるはずである。
このとき、R=2α/(Pl-Pg)付近でグラフの形状は下に凸となると考えられ、その条件は、Ωの2回微分Ω''(R)が正。
Ω''(R)=8π(Pg-Pl)R+8πα ・・・[4]
であるから[4]に[3]を代入してみると、
Ω''(2α/(Pl-Pg))=-8πα>0 ∴α<0 ・・・[5]
しかしこれでは、[★]で考えた「α>0ならばPl>Pg」という考察と符号が逆になり、つじつまが合わなくなる。表面張力の係数が負の値というのも感覚的におかしい気がします。
以上、たぶんなにか勘違いしてるんだと思いますが、何が悪いのかよく分かりません。
熱力学を独学で勉強している者です。よろしくお願いいたします。 よくわからんが、界面の影響ってαAのNl倍じゃないの? >>848
はい私も最初そう思ったんですが、この問題では
気相の中で液相が1個の球状液滴になって浮かんでいると考えているようです
なので界面の影響はαAとしていいみたいです >>847
見た感じだけなのですが、Pl, PgはRの関数ではないのですか?
偏微分するときに、液相の大きさが小さくて、液体の体積変化は
圧力に関係しないと言うことでしょうか?
>>850
たぶんですが、2相共存で平衡状態が実現しているので
液相と気相の化学ポテンシャルが等しくμl=μg
化学ポテンシャルμは、温度と圧力の関数μ(T,P)なので、
いまは温度と化学ポテンシャル一定の条件下で考えているので
圧力も自動的にPl、Pgに決まるということだと思います
表面張力が効いているのでPl=Pgにはならない >>851
V=Vg+Vlで2つの系の体積の和は一定なので、Rが変化した場合、
圧力がPg, Plが不変と言うことはないのではないでしょうか?
式の中に、∂Pg/∂R, ∂Pl/∂Rがないのが、気になったのですが。
もう少しシンプルな問題になりそうなのですが。もう一度考えてみます。
>>852の続き、
ああ、Vが一定ではないと言うことでしょうか?
とすると、等温ともう一つの条件は何でしょうか?
Nが一定ですか? Pgは?
>>853
すみません。最初の質問文にちゃんと書かなかったのですが
手元のテキストの問題文には「Vg+Vl=Vは一定」とあります。
おそらくVgとVlは、Vg=V-Vlの関係を保ちながら変動できるのだと思います。
よってPg、PlもRの関数だと思います。ただし、ΩをRで偏微分するときには
(∂Ω/∂R)_T,μとして温度Tと化学ポテンシャルμを固定するので
圧力Pは定数として扱えるということだと思ったんですが
違うのかな…ちょっと自信ないです >>854
なるほど、相転移だからそれぞれの化学ポテンシャルは等しく、後、定温、定積、粒子数一定で
解こうというわけですね。
http://damp.damp.tottori-u.ac.jp/~doi/graduate/surface1.pdf
の話をしたいわけですね。
定温定積だから、普通はF(T, V, N)を使って最小値問題に持っていくのが定石かなと思いますが、
とにかく平衡状態でPl-Pg=2a/Rは正しいですよね。
一回微分で極値が正しくて、二回微分で逆になるのなら、たぶん、Ωの符号が逆じゃありませんか?
もう一度ご検討をよろしく。
おもしろいお話しでした。
>>855の続き
計算された式…[1]自体が、Rの三次関数で三次の係数が負ですから、グラフは右下がりが基本で、
Ω'(R)=0は、実際R=0と2α/(Pl-Pg)>0ですので、後の極値が極大になるのは正しいですよね。
Ωが正しければ、Rに対してΩは上に凸なのかもしれませんね。
>>855-856
Ωは平衡状態で最小化する⇒Rの変化に対して極小値をとると単純に考えたんですが、
式[1]の形が正しいとすると、実際のΩとRの間には
何か符号が逆になるような関係がはさまっているのかもしれないですね。
表面張力の物理についてもあまりよく理解できていないので
>>855のテキストも読んでみて、もう少し考えてみます。
ありがとうございました。 >>857
「気相 液相 平衡状態 化学ポテンシャル」
でググると、見つかったので...(笑)。
この先生ぐらいでしょうね、きちんと説明できる人は。
物理系統のモノ 、生物、人間の生成と、ある宇宙神の関係とかか。 ひとつニュースを
NTT、“マクスウェルの悪魔”による発電に成功
ttp://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html >>860
元々、気体の分子一つ一つを識別できるのなら、高速の気体分子だけ選べば
第二法則に逆らえるのではないかという話だったね。
系のナノマシンの熱擾乱を外部のエネルギーで制御するのは可能だから、第二法則に反しない。 >>862
結局は、ナノマシンレベルの熱効率がどこまで上げられるかの話、なんだろうね。
>>847
Pl>Pg ,α>0 と仮定した場合、
式(1)の Ω(R)=(4π/3)(Pg-Pl)R^3+4παR^2-Pg・V は、 R=0 で極小となり、 R=2α/(Pl-Pg) (>0) で極大となります。
したがって、 Pl>Pg ,α>0 と考える場合に Ω''(2α/(Pl-Pg))<0 となるのは当然かと思われます。 物理学もおもしろいけどネットで儲かる方法とか
グーグルで検索⇒『羽山のサユレイザ』
T2AST 熱力学的のエントロピーと
統計力学のエントロピーが
同じエントロピーであるというのが最初に理解できないし
物理のエントロピーと
情報のエントロピーが
換算可能(?)ってのも理解できん。
シラードのエンジンの論文は読んだが、
エントロピーという言葉が熱力学と統計力学と情報で同じ量を論じているのかどうか
いまだに分からない。 >>869
理解できないのは当たり前
同じエントロピーだと考えると・・・? 僕の知り合いの知り合いができた在宅ワーク儲かる方法
時間がある方はみてもいいかもしれません
検索してみよう『立木のボボトイテテレ』
BDR 人いるかな
統計熱力学の質問をさせてください
単原子分子理想気体のボルツマン分布とカイ二乗分布の分布関数を比較すると、自由度5のカイ二乗分布に従ってるようにみえるのですが、これはなぜですか?自由度3なら分かるのですが… すみません。最初の質問文にちゃんと書かなかったのですが
手元のテキストの問題文には「Vg+Vl=Vは一定」とあります。
おそらくVgとVlは、Vg=V-Vlの関係を保ちながら変動できるのだと思います。
よってPg、PlもRの関数だと思います。ただし、ΩをRで偏微分するときには
(∂Ω/∂R)_T,μとして温度Tと化学ポテンシャルμを固定するので
圧力Pは定数として扱えるということだと思ったんですが
違うのかな…ちょっと自信ないです 「愚問からのアプローチ」がすごくわかりやすかった
ほかにいい本ある?
田崎はなしで 匿名掲示板でよくある古典出せば良い感
本当に色々読み比べて理解した上で言ってんのかね? >>875
愚問みたいなやつで、ってこと?
有名どころなら芦田や砂川じゃないか?
>>877
んなわけない >>876
ゾンマーフェルトは、高橋秀俊さんも推していたね 古かろうが新しかろうが、良い本ならなんでも読めばいいと思うが
古い本に恨みでもあるのか? 物理や数学は進歩しているんだから
それを学ばない手はないと思うが
科学史が好きなら構わないけど 古典物理や量子力学程度の話で、進歩って…
じゃあランダウ読むのも科学史の勉強な訳だ
あほくさ AB効果見つけたのも最近なのにね
シンプレクティック幾何や力学系なんかも解析力学の数学的な発展先だし エルゴード理論なんて下手すると物理学畑の連中が名前だけで叩きに来そうな AB効果が最近?
理論的には60年前からあるし、実証されたのですら30年も前だけど… 「AB効果が実験で示されたりシンプレクティック幾何学が発展したから、それ以前の量子力学や解析力学の本が科学史扱いになる」という理屈が意味不明な件 >>890
科学史勉強したいなら原論文でも読んでいてくださいね >>883
まず買えねーだろ
参考書として図書館でチラ見するならまだしも
教科書は手元に置いておかなきゃダメ 古い本を勧めるおじいちゃんは
知識が40年前で止まってるからな
相手にしてもしょうがないよ 量子力学の本なら現代的な量子情報の章設けないとダメダメだな 清水も
「基礎の部分は、古くても良いからしっかりした本で 勉強し、新しい知識は論文で身につけるようにするのが良い」
と言ってるからねぇ。
新しい知識どころか、40年前の知識すらない人たちの言うことより、現役の物理屋の言うことを参考にした方が良いね。 ランダウは本によって今の価値は違うと思うけど
ちゃんと分かってから読む本だよね
今は 本は古いものより新しいものの方が出来がイイ!と思い込んでるお馬鹿ちゃんには、マセマがぴったり マセマなんか出して煽ってもしょうがないんだわ
ここは熱力学,統計r力学のすれだけど
ランダウ,ゾンマーフェルト読む前に
田崎,清水,大野読めよってことだよね マセマ!ゾンマーフェルト!ってバカかよ
大学に通ったことがあるかどうかすら怪しいレベルだわ 40年前に大学に行ってたおじいちゃんは
せいぜいこんなレベルなんだわ >>898
むしろ現代的な教科書で勉強したあと理論の創始者の原論文を科学史(笑)として読んだ方がいいと思うが。 教科書ごときで「新しい知識」を学んだと勘違いしてる辺りが、このスレのレベルの低さを物語ってるね
論文なんて一切読まないのだろうね 何ヶ月か前に教科書スレで暴れていた奴がコソコソ書き込んでるんだろうなーって印象
匿名掲示板でマウント取るのが生き甲斐なんだろうね >>906
教科書というものを軽視したその態度がお前の思慮の浅さを物語っている マセマ!ゾンマーフェルト!が使えなくなって、苦し紛れにマウント!マウント!と叫びだすおじいちゃんでした >>906
教科書はすでに完成された知識の集大成
論文なんて、ほとんどが間違いのゴミで、永遠に教科書に載らない
ようするに、論文なんて読んでいるお前がゴミクズというだけのことだ 何が論文だよ
論文なんて教科書と違って全く整理されてなし無茶苦茶なことが書かれていることも珍しくない
つまり論文はジャンクフードみたいなもの
学問を学ぶには、きちんと整理された教科書を読むのが至高
論文で学問を学ぶなんて邪道でかっこつけているだけのあんぽんたん
もちろん現代的最新的な教科書を読むべきであってランダウやゾンマーフェルトなんていうジャンクフードを読むべきではない >>909
揶揄されてるのはゾンマーフェルトとか言ってる奴のほうだろ >>898
古い本より良い本を書けると思うから新たな本を書くんだとも言ってるんだよなあ >>906
論文とか笑かすwww
むしろ論文ごときで「新しい知識」とやらが学べると思ってんのかよwwww
お前論文って単なる雑誌に載ってるだけのことも知らんだろwwww
適当に書いても掲載される論文ときちんと編集者の目を通ってる教科書のどっちが信頼力があるかよく考えてみろやwwwww
レベルが低いのはどっちだかwwwww いつだったかなぁ。dU=TdS-pdVの議論をしたことがある。話が噛み合わないので
よく聞いてみると、これがなり立つのが準静的過程か熱平衡状態じゃないことが理解
されていなかった。エントロピーが最大になるのがこの条件。
これで一つの変数を固定すると熱平衡状態になる。非平衡とか不可逆変化を議論
するのも面白いけれど、時間の概念が入り込んでとてもややこしいことになるから、
分子や原子があるという統計力学に渡した方が楽。熱力学は物質に関しては
何も考えない。それでいい。 >>916
それ、清水自身のことでしょ
新しい本の方が古い本より良いなんて、一言も言っていない
一部の分野で古い本より良い本を書けると思って新しい本を書いている
だからこそ、>>897のような発言に説得力がある >>898は物性の文脈の発言
>>916は熱力学の文脈の発言
学問分野として違った個性を持つふたつをそう簡単に比べられるとは思わないが
清水の言ってるのは良く練られていない安易な本よりも著者の努力が存分に注がれた本の方が良いという事であって、単に新しいとか古いとかいう話でもない レス数が900を超えています。1000を超えると表示できなくなるよ。