熱力学

熱力学第二法則からギブスの自由エネルギーを導入することで等温等圧過程の自発変化の方向を系のみの情報で決定することができます。本記事ではそのギブスの自由エネルギーの定義および自発変化の方向について解説します。

孤立系でない系のうち等温等積である系の自発変化の方向を決定することができるヘルムホルツの自由エネルギーについてその定義とヘルムホルツの使える条件と自発変化の方向について解説しました。

熱化学などでも用いられるエンタルピーHについてその定義とエンタルピーの意味について解説

熱力学第一法則と熱容量を利用して理想気体の準静的な断熱過程の関係式であるポアソンの式の導出をする問題に挑戦して、断熱操作についての理解を深めよう。

熱が高温の物体から低温の物体に流れたりなど自発的に変化する方向が決まっています。この現象を法則として表したものが熱力学第二法則で、エントロピーを用いて熱力学第二法則を表すことで自発変化がどの向きかわかるようになります。本記事ではエントロピーと熱力学第二法則について詳しく解説していきます。

熱力学第一法則dU=d'Q+d'Wのd'Qについて熱容量を導入することでd'Qを計算することができます。この熱容量について定積熱容量および定圧熱容量はどのような状態量で表されるかおよび、２つの熱容量の関係式を表すマイヤーの関係式について解説します

熱力学第一法則U=Q+Wの気体のされる仕事Wについて、可逆変化がなにか、気体が定圧膨張や可逆膨張、等温可逆膨張するときにどのように計算されるかを解説しています。

理想気体の状態方程式の計算問題や膨張率および等温圧縮率の計算問題を解いて状態方程式の理解を深めよう。

内部エネルギーについて説明したうえで、熱力学の計算を行う際に必須となる根本的な法則である熱力学第1法則とはなにか解説。

本記事では熱力学第1法則や第2法則を学習するための準備として熱力学が観察の対象とする系とは何か、熱力学で登場する重要な変数である状態量とは何か、気体の状態を表す状態方程式について解説していきます。