熱力学 - yoshitake-hのブログ

$X+Y \rightleftharpoons XY$ に対し，反応がどちらの方向に進むか．これに答えてくれるのが熱力学である．
熱はエネルギーの一つの形態である．
『熱は温度が高い方から低い方に移動する．』
- この現象を，より基本的な原理より導出する．
系 A の温度を T_A ，系 B の温度を T_B とする．
A と B を接触させるとき，短い時間に A が熱量 q_A を得，B が熱量 q_B を得るとする．
- エネルギー保存則 $q_A+q_B=0.$
- エントロピー増大則
  $\frac{q_A}{T_A} + \frac{q_A}{T_B}\ge 0.$
  この不等式は途中経過がどうであっても成り立つ．左辺は状態量の変化である．
- したがって，
  $0\le\frac{q_A}{T_A} + \frac{q_B}{T_B} =q_A(\frac{1}{T_A}-\frac{1}{T_B}) +\frac{q_A+q_B}{T_B}=q_A(\frac{1}{T_A}-\frac{1}{T_B})$
  より， $T_A<T_B$ ならば， $q_A\ge 0,\;q_B\le 0.$
系の温度 T と微小な熱量 q に対し，q/T は状態量 S の微小変化になる．
S を エントロピー という．