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物質機能化学1および演習

物質機能化学1および演習. 注意事項 1. 成績は全て、 小テスト、中間テスト、期末テスト の点数で決定する。 2. 欠席時の小テストの再試は、 事前に連絡があった場合のみ 可能 。 3. 各テストにおいて、 途中の導出過程 を記さないものについては、答えが合っていても点数を与えないことがある。. V. V + D V. A. F. D l だけ移動. Lecture-1. T. A. F. ピストンの断面積. ピストン にかかる力. W ( V → V + D V )

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物質機能化学1および演習

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Presentation Transcript

  1. 物質機能化学1および演習 注意事項 1. 成績は全て、小テスト、中間テスト、期末テストの点数で決定する。 2. 欠席時の小テストの再試は、事前に連絡があった場合のみ可能。 3. 各テストにおいて、途中の導出過程を記さないものについては、答えが合っていても点数を与えないことがある。

  2. V V+DV A F Dlだけ移動 Lecture-1 T A F ピストンの断面積 ピストン にかかる力 W (V→V +DV) =FDl+O((Dl)2)=pDV+O((Dl)2) 　　　　　(p≡F/A, ADl≡DV)

  3. Lecture-1 この等温膨張における内部エネルギーの変化 DU= U(T; V+DV)- U(T; V)=0 したがってW=Qなるエネルギーの補填が必要これが熱 すなわちDU=-W+ Q =0 温度変化を伴う一般の状態変化の場合 DU= Q -W これがいわゆる熱力学第一法則

  4. W1 V1 V2 W2 V1 V2 Lecture-1 十分ゆっくり 非常に速い 外界への仕事; W1 >W2 準静操作の時; W=Wmax Qmax =DU+ Wmax

  5. T A • B TH TL D C V V0’ V0 V1’ V1 Lecture-1 QH iq aq aq iq QL Wcyc=QH-DU+QL+DU = QH+QL DU=U(TH) -U(TL) h= Wcyc / QH=1+ QL/QH

  6. Lecture-1 カルノーの定理 QH / TH=- QL/ TL Poissonの定理によって THcV1’= TLcV0’, THcV1= TLcV0 従って、 V1’/ V0’=V1/ V0 これらより、カルノーの定理が導き出せる。

  7. T Lecture-1 QH1 QH2 iq TH1 TH2 aq aq TL2 QL2 iq TL1 QL1 V QH1 / TH1+ QL1/ TL1+ QH2 / TH2+QL2/ TL2 =０ 一般化すると dq / T = dSとすると、このSがEntropy

  8. 熱力学第一法則を微分表示し、このSを使って書き直すと、熱力学第一法則を微分表示し、このSを使って書き直すと、 dU=dq-pdV=TdS-pdV Lecture-1 dS =dU /T +pdV /T 理想気体では、 dS = CVdT /T +nRdV /V 状態AからBまで両辺積分すると、 DS =SB-SA =CVln(TB/TA)+nRln(VB/VA)

  9. B 断熱不可逆過程 可逆過程 A 不可逆サイクルに対するClausiusの不等式 Lecture-1 断熱系における不可逆操作の結果、系のEntropyは必ず増加する。→Entropy増大則

  10. ② T; 2V, N Boltzmann entropyS=kBlnW Lecture-1 ① T; V, N W=1 W=M!/(M/2)!/(M/2)! lnW≈MlnM-2 (M/2)ln (M/2)=Mln2 DS=S② -S①=kBlnW②-kBlnW① ≈MkBln2-0=NRln2

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