25.熱力学第一法則よりわかること1(難易度:⭐️)

目次

  1. 熱力学第一法則
  2. 第一種永久機関

みなさん、勉強おつかれさまです!!

前回の単元では、物理学で

非常に大切な、「熱力学第一法則

について勉強しました。

これらに対してこの単元では、この熱力学第一法則

を復習したのち、「熱力学第一法則からわかること」を

一緒に見ていきたいと思います!!

 

1.熱力学第一法則

まずは、一つ前の単元で勉強した「熱力学第一法則」について復習しましょう!!

熱力学第一法則

\((T;V,N)\overset{}{\longrightarrow}(T’;V’,N’)\)というふうに変化した時、

$$ \Delta U = Q + W $$

が成り立つ。

\(\Delta U \)内部エネルギーの変化量

\(Q\):変化の際に外からもらった熱量

\(W\):変化の際に外からされた仕事

これは「熱物理学」でもっとも有名な式といっても過言ではありません。

これから、何かを示す時にたびたびこの式が出てきますので、

もし余裕があれば式を覚えておきましょう!!

 

 

2.第一種永久機関

まず、「第一種永久機関」というものを紹介しましょう。

 

第一種永久機関

外部からのエネルギー供給なしに仕事を続けられる装置

第一種永久機関というのは、

「エネルギー源なしで仕事をし続けられるような機械」

なのです!!

でも、どうでしょう、、

エネルギーなしで動く機械、装置はあるでしょうか、、

あったら、実際につかわれているはずですし、

人間でさえ、何かを食べてそれをエネルギーとして使って

いきています!!

 

はい、このようなものはないのです。

そして、熱力学第一法則からわかることとして、

第一種永久機関は存在しない

ということがわかります!

熱力学第一法則からわかること1

第一種永久機関は実現することができない

もし、「第一種永久機関」が実現してしまったら

その装置はエネルギーを与えなくても

なにかをしてくれるわけですから、

つくった本人はとても楽ですね笑

 

昔の人は、この「第一種永久機関」を作ろうと

研究、発明を一生懸命頑張ったそうです、、

 

しかし、どう頑張ってもつくればい、、

その結果、この「熱力学第一法則」が生まれたのです。

 

 

つまり、「熱力学第一法則」は

「何もないところからエネルギーは決して生まれず、また消滅しない」という

「エネルギー保存」

も表していることになります。

 

 

まとめ

熱力学第一法則:\((T;V,N)\overset{}{\longrightarrow}(T’;V’,N’)\)というふうに変化した時、

\(\Delta U = Q + W\)が成り立つ。

 

第一種永久機関:外部からのエネルギー供給なしに仕事を続けられる装置

 

また、熱力学第一法則からわかることとして、「第一種永久機関は実現することができない」ことがわかる。

 

この単元は以上です!お疲れ様でした!

 

 

 

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