熱力学について

熱力学について

第１法則と第２法則

系のエネルギー

圧力

体積

入ってくる熱　

外にする仕事

と書く

• 

熱力学の第１法則

• 

熱力学の第２法則

dE(= d 'Q − d 'W ) = d 'Q − pdV.

dS ≥ d 'Q T .

この不等号が、熱力学に「力学」とつく理由がある。

自由エネルギーについて

•  d’Q=0

すなわち

熱の出入りのない断熱系の とき

dS ≥ 0.

すなわち,  エントロピーが増大する方向に変化が進む.

自由エネルギーについて

• 

温度一定，体積一定のとき（熱は出入りす る）

熱力学第２法則より，

dS ≥ d'Q T .

熱力学第１法則より，

d'Q = dE + pdV. 以上より， dE −TdS + pdV ≤ 0.

dT=0, dV=0 より，

dF ≤ 0, ^{ただし，F=E-TS.}

F  のことをヘルムホルツの自由エネルギーという.

自由エネルギーについて

• 

温度一定、体積一定のとき、ヘルムホルツの 自由エネルギーが減少する向きに変化が進 む。エントロピーが減少する場合もある。

• 

ヘルムホルツの自由エネルギーでは、温度、

体積は自然な変数である。

• 

温度を一定にするか、断熱にするか、などの

状況により、注目すべき物理量（自由エネル

ギー）が異なってくる。