Question

G

赤線部分について質問です。等温変化なのに、熱が出たり入ったりしていたら温度変化がありそうなものですが、どう解釈すればよいのでしょう？

等温変化
温度が一定のまま、 圧力や体積が変化する状態変化を等温
変化といいます。 これは、熱を伝えやすい素材でできた
シリンダーにおいて、 ゆっくりとピストンを動かして常に
内部と外部の温度を等しくしておくような状態変化です。
Tが変化しないので4U=0 であり、 ① 式 4U = Q +
W は
0=Q+W
となります。膨張させると外部から熱を奪い (W<O、Q>0
等温膨張)、圧縮すると外部へ熱を放出します (W>O、
Q<0 等温圧縮)。
②式
pV
T
=
(一定)は、Tが一定であるので、
PV=(一定)
となります。 圧力と体積が反比例するという意味です。 ボ
イルの法則のことです。
温度を一定に保ちながら、 ピ
ストンを引くと圧力が下がり
ます。 ピストンを押し込むと
圧力が上がります。
p-Vグラフにおける等温変化の
曲線は等温曲線に沿った線と
なります。
温度(=分子スピード)を一定
に保ちながら体積を大きくす
ると、ピストンと衝突する回数が減り、 圧力が下がりま
す。 体積を小さくすると、ピストンと衝突する回数が増
え、圧力が上がります。
↑
↓

等温膨張 熱力学

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ものぐさ

解釈も何も　熱の出入りがあったら　温度が変わるというのが全く根拠のないあなたの思い込みなだけでらそれが間違った認識ってだけです。
温度と熱は違うものです

G

ご回答ありがとうございます。
自分で考え直してみたところ、熱は系内ではエネルギーとして存在してて、
例えば容器内の気体(以降、系と呼ぶ)をピストンで圧縮すると、系には仕事が加わる(+w)ぶん、系から熱が放出されて(-q)エネルギー変化(ΔU)は結局ゼロになる。
(根拠...ΔU(内部エネ)＝w(仕事)+q(熱))

系の温度は内部エネルギーに依存する(熱はそのエネルギー量が変化する経路に過ぎない)から、この変化がゼロってことは温度変化はない。

といった結論に至りました。これで正しい解釈となりましたでしょうか？

ものぐさ

概ね問題ないかと思います。
熱は仕事と殆ど同じだと思っておくといいです。
移動するエネルギーであって
移動したエネルギーが状態変化や仕事や温度変化に使われるって思っておくと良いかと思います

G

ありがとうございました！