5.断熱環境と断熱操作     (難易度:⭐️)

目次

  1. 断熱環境
  2. 断熱操作

 

 

前回の単元では、「等温環境」や「等温操作

について勉強しました。

これらに対してこの単元では

断熱環境」、「断熱操作

というものを学んでいきましょう!!

 

1.断熱環境

まず、最初に断熱環境の定義を見てみましょう。

断熱環境

熱の出入りが全くないようにした環境

この断熱環境というのは、日常生活で

あまりお目にかからないので考えづらいかもしれません。

操作中に、周りが暖かくて熱が入り込んでしまってもダメ、

周りが寒くて熱が外に逃げてしまってもダメなのです。

例を出すと、

 

 

常識的には考えられませんが、

熱を全く伝えない=断熱 ですので、

理論上、断熱素材の上の人は熱を全く感じません笑

先ほどの板を6つ集めて部屋をつくると、

その中が断熱環境と言えるでしょう!!

 

余談ですが、雪だるまが南国に存在するなんてありえないですよね?

ここまでをふまえると、

彼はおそらく白い断熱素材でできていると予想します。

今の冗談で笑えなかったら、

断熱環境をちゃんと理解してません

出直してきてください笑

 

 

 

2.断熱操作

次に、「断熱操作」です。

これは最初に定義を見てしまいましょう。

断熱操作

ある状態から、別の状態へと熱のやりとりなしに変化させる操作

ここで注意するのは、「別に温度は変化してもよい」

ということです。

以前にやった、「等温変化」は、変化前と

変化後で温度は同じでなくてはいけませんが、

断熱変化は「変化に熱が関わらなければ温度は変化しても大丈夫」

です。

また一つ例を考えてみましょう!

 

例 車のエンジン

車のエンジンでは、この断熱操作を用いて

燃料からエネルギーを取り出しています。

ここで詳しくは説明しませんが、

「断熱圧縮」というものを行います。

これは、断熱操作で、かつ圧縮するという操作です。

 

それでは、この断熱操作を前勉強した

熱平衡状態の記述の方法で表してみたいと思います。

状態が\((T;V,N)\)から、\((T’;V’,N’)\)に変化する時、

$$(T;V,N)\overset{}{\longrightarrow}(T’;V’,N’)$$

と書きます。

特に、「断熱操作」であることを強調したい場合は、

この矢印の上に「\(a\)」を書くことで、

$$(T;V,N)\overset{a}{\longrightarrow}(T’;V’,N’)$$

と表します。

 

 

まとめ

 

断熱環境:熱の出入りが全くないようにした環境

 

断熱操作:ある状態から、別の状態へと熱のやりとりなしに変化させる操作

この単元は以上です!お疲れ様でした!

 

 

 

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