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熱力学の第一法則

伊勢高3年生(理系)の物理は熱力学の範囲を学習中です。

そのなかの「気体の状態変化」に関する問題を解くときに最も重要なのが『熱力学の第一法則』で

⊿U=Q+W あるいは Q=⊿U+W と表現されます。

私は右の式がイメージしやすく

吸収した熱量は内部エネルギーの増加と外部への仕事に使われる と覚えています。

どちらの式を使うにしてもポイントになるのは

内部エネルギー(U)は温度だけで決まる量であることと、熱量(Q)と仕事(W)には符号があることです。


熱量は吸収すれば+、放出すれば-ですからイメージ通りであるのに対して

仕事の量は外部に対して仕事をしたのか、外部から仕事をされたのかで符号が変わってきます。

上の2つの式を見ると、移項しても等しい式にならないことが分かります。

左の式のWは外部からされた仕事を意味しW(in)、右の式では外部へした仕事W(out)を意味しているからです。

ここを正しく理解しないまま公式として覚えてしまうと符号の扱いで間違える原因になります。


⊿U=Q+W(in) あるいは Q=⊿U+W(out) ですから注意してください。
 

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