目次
さて、この単元では、「等温環境」と「等温操作」
というものを学びましょう。
このテーマの最初の目標は、
「環境と操作の違いを理解してもらうこと」です!
二つを違いを理解するには、
まず「熱浴(ねつよく)」というものを
例 プールにお湯を入れる場合
水の張ってあるプールを想像してください。
このような感じで全然大丈夫です。
ここにコップ一杯分のお湯を入れてみましょう。
すると、プールの温度に変化はあるでしょうか?
たしかに、0.01℃くらいは変わるかもしれませんが、
全体にはほぼ影響を与えませんよね?
このプールのようなもの「熱浴(ねつよく)」と言います!
熱浴
十分大きい、または常に温められて(冷やされていて)いるなどの要因で温度変化しないもの
ほかに例をあげるとすると「海」も熱浴であると言えるでしょう。
また、電力で常に温度が一定に保たれている「冷蔵庫」も
熱浴の仲間と考えることができる!!
2.等温環境
さて、次に「等温環境」です。
文字の通り、温度の変化がない環境のことです!!
すなわち「熱浴=等温環境」となりますね!
3.等温操作
最後に、「等温操作」です。
これは最初に定義を見てしまいましょう。
等温操作
温度が全く変化しないの環境下で物体を変化させる操作
また一つ例を考えてみましょう!
例 冷蔵庫の中にいれた水
さて、冷蔵庫を思い浮かべてください。
この冷蔵庫の中に、お湯をいれましょう。
さて、数時間後に冷蔵庫を開けてみると
お湯はどうなっているのでしょうか?
まだ湯気をあげたままでしょうか?
なんてことにはならないですよね笑
お湯は冷たい水に変化します。
これは、
「冷蔵庫の一定の温度(環境)の中で水の温度が変化した」
ということになりますね。
これは、等温変化の一例になっています。
それでは、これを前勉強した
熱平衡状態の記述の方法で表してみたいと思います。
では
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、「等温操作」であることを強調したい場合は、
この矢印の上に「\(i\)」を書くことで、
$$(T;V,N)\overset{i}{\longrightarrow}(T;V’,N’)$$
と表します。
まとめ
熱浴:(さまざまな要因で)温度変化しないもの
等温環境:熱浴に接するなどして、温度が一定に保たれている環境
等温操作:温度が一定の環境下で系の状態を変化させる操作
この単元は以上です!お疲れ様でした!
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