Question

げすと

物理基礎です
この熱力学第一法則の解説がイメージできません。
詳しく教えて欲しいです🙇🏻

0
大]
88. 熱力学第一法則
円筒形の容器の中に, ピストンによって気体が封入さ
気体
れている。
定積変化
保護の変化が
(1) 気体の体積を一定に保って気体にQ[J] の熱量を与えたとき,気体がした仕事はいくらか。また,気体の内
部エネルギーはどれだけ増加または減少したか。
(2) 気体の圧力を一定に保って気体にQ2 [J] の熱量を与えたら, 気体は膨張した。 このとき,気体はW2〔J] の仕
事をした。 気体の内部エネルギーはどれだけ増加したか。
(3) 気体の温度を一定に保って気体に Q3 [J] の熱量を与えたとき,気体の内部エネルギーは変化しなかった。 気
体がした仕事はいくらか。
(4) 気体に外部との熱のやりとりがないようにして,気体が外部に正の仕事 W [J] をしたとき,気体の内部エネ
ルギーは増加するか, それとも減少するか。

88.
第2編
編末問題 33
Point! 熱力学第一法則 ｢4U = Q+W」 また
は 「4U=Q-W'」 を用いる。 定積変化では
W' = 0, 等温変化では⊿U= 0, 断熱変化では
Q=0 である。
解 答 (1) 定積変化では,体積が一定なので, 気体がし
た仕事 W' は OJ
熱力学第一法則 「4U=Q-W'」 より, 4U = Q1 となる。
Q1 [J] の熱量を与えたので, 内部エネルギーの増加量
⊿U=Qi[J]。したがって, Q [J] 増加した。
(2) 熱力学第一法則 ｢4U=QW'」 より, 内部エネルギー
の増加量 4U は, ⊿U = Q2-W2 [J] 2
(3) 気体の内部エネルギーが変化しなかった (⊿U= 0)ので,
熱力学第一法則 「⊿U=Q-W'」 より W'=Q3 [J] 3
(4) 断熱変化ではQ = 0 なので, 熱力学第一法則
「4U=Q-W'」より
4U=-W4
気体がした仕事 W4 > 0 なので, 内部エネルギーは減少
する。
補足
定積変化では, 与えた熱がすべて内部エネルギーの増
加分になる。
2 定圧変化では, 与えた熱が, 内部エネルギーの増加と仕事にな
る。
COOL. THEOTON
3 等温変化では与えた熱がすべて仕事になる。
4 断熱変化では,外にした仕事の分, 内部エネルギーが減少する。

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

たち

Wは気体が外部にされた仕事、W'は気体が外部にした仕事です。「した」か「された」だけが違いなのでW=−W'となります。僕はQ=ΔU＋W' で覚えることをオススメします。イメージとしては、気体を人間に、与えられた熱量(Q)をお金に見立てる感じです。人間(気体)がお金(熱量)をもらうと元気(内部エネルギー)が出てきて遊びに行く(仕事をする)というイメージでいかがでしょうか。

げすと

返信遅くなってすみません
ありがとうございます！