熱力学速成コース
- 熱力学における基本的な量は，温度
と 熱量
である．
- 温度は系の状態に対して決まる．すなわち状態量である．ただし，系の内部はつねに熱平衡にあるとする．
- 熱量は，系の状態の連続的変化すなわち過程に対して決まる．
- 熱量は，過程によって系が得る熱的なエネルギーである．
エネルギー保存則より，これは外部が失う熱的エネルギーに等しい． - 一般に熱量は経路に依存し，最初と最後の状態だけでは決まらない．
すなわち，熱量は状態量の変化として表すことができない． - その代わりに，過程の途中の任意の部分に対して，系と外部の間の熱量の出入りがないような過程を考える．これを 断熱過程 と言う．
- そして，断熱過程において一定になる状態量
を考える．
- 任意の2つの状態に対し，その間を等温過程（途中で温度が一定）と断熱過程の合成によって結ぶことができる．
状態はによって指定される．
- 始状態と終状態が等しい過程であって，次の4つの過程の合成であるものを Carnot サイクル と言う．
- (1) 断熱圧縮．温度が上がる．
- (2) 等温吸熱膨張．温度
，熱量
- (3) 断熱膨張．温度が下がる．
- (4) 等温発熱圧縮．温度
，熱量
- ただし，
- 温度を，
となるように定義する．このとき，
- そこで，
だけ変化し，等温過程 (4) で
だけ変化するように，状態量
- 状態量
- 一般の過程
に対し，
