温度と圧力の関係
勉強していて,「加えられた熱がすべて外部への仕事Wに変わったら,内部エネルギー一定 = 等温変化 = 等圧変化じゃね〜の?」って,思ってて間違っていたので,考えをまとめときます.
今までの僕
内部エネルギーって,要するに温度でしょ.
温度って,分子の運動エネルギーでしょ.
圧力って,分子がどんだけ壁ドンするかってことっしょ.
- 熱が与えられる
- 温度が上昇(内部エネルギー上昇)
- 圧力上昇
- 体積増大(ここで仕事してる)
- 温度低下(温度が一定に保たれる)
- ついでに圧力も低下(圧力が一定に保たれる)
ってことは,等温変化=等圧変化では!!(←間違い)
理解したときの僕
- 熱が与えられる
- 温度が上昇(内部エネルギー上昇)
- 圧力上昇
- 体積増大(ここで仕事してる)
- 分子の運動エネルギーが低下
- 温度低下(温度が一定に保たれる)
- ついでに圧力も低下
これは,おk.
温度は上昇して低下して,元の値に戻るが,
しかし,ボイルの法則(Boyle's law)よりpV=kなので,
圧力は上昇して低下して,元の値より小さくなる(←体積が増えるから)
考えれば,当たり前のことです.
しかし,今まで感覚的に理解しやすいものに頼りすぎていたせいか,上昇と低下の2値で考えていたために,簡単なことに気づけませんでした.
これからは,数値的感覚も磨いていきたいです.