熱力学第一法則 ⓪
ΔU (C→A) = Q + W
内部エネルギー変化 吸熱量 系がされた仕事
となります。
C → A の変化では
放熱量はQ3より吸熱量Qと逆なので
Q= -Q3 ①
W3については面積から求める。ただ求める面積は正、絶対値なので
|W3| = p × (2V-V) = pV
|W3| だけ圧縮された仕事でされた仕事Wと同じ方向なので、(もし、系が膨張した仕事なら逆マイナスにする。)
W = |W3| ②
ΔU(C→A) = (3/2)nR(TA-TC)
(B→C 等温変化なのでTB = TC)
= (3/2)nR(TA-TB)
(ΔU(A→B) = ΔU= (3/2)nR(TB-TA) より)
= - ΔU ③
①、②、③を⓪に代入すると、
(-ΔU )= -Q3 + |W3|
よって、
Q3 = |W3| -(-ΔU ) = pV + ΔU