20.9
一定の温度で発生する熱力学的プロセスは、等温プロセスと呼ばれます。
沸騰したお湯を摂氏100度の一定温度で蒸気に変換することは、等温プロセスの一例です。同様に、摂氏0度で水が氷に変換されることも等温プロセスです。
これらのプロセスでは、温度が変化しないため、内部エネルギーの変化はゼロです。したがって、熱力学の第一法則を使用すると、行われる仕事は熱に等しくなります。
次に、密閉されたガスシリンジに一定の温度で封入された理想的なガスシステムについて考えてみましょう。
プランジャーを制御された方法でゆっくりと押すと、シリンジ内のガスが圧縮されます。ガスの体積が減少すると圧力が上昇しますが、温度は一定に保たれます。
プランジャーを制御された方法で解放すると、一定温度でガスが膨張します。
等温プロセスのpV曲線は、一定温度での理想的なガスの圧力が体積に反比例するため、双曲線です。
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