仕事と熱

仕事は力と変位ベクトルの内積として数学的に表されます。これはジュール単位で測定されるスカラー量です。

摩擦のないピストンで閉じ込められた気体では、ピストンが外側に動き出すことで周囲に仕事が働き、ガスが膨張して内部エネルギーが減少します。一方、ピストンが内側に動くと気体に仕事がかかり、圧縮されて内部エネルギーが増加します。

総仕事は、一定の外部圧力を仮定して体積変化を積分して計算します。

理想気体の法則を用いて、理想気体を用いた等温可逆過程で行われる仕事を計算します。

仕事は熱と密接に相互作用し、両者は系の内部エネルギーに影響を与えます。熱とはジュールやカロリーで測定される熱エネルギーの移動です。

システムは熱を吸収するか放出するかのいずれかで温度変化が生じます。

「q」の符号は熱伝達の方向を示します。

温度変化に必要な熱量は質量、温度変化、そして比熱容量cに依存し、cは物質の温度を上げるために必要な熱の量を示します。

cは J/g.Kで測定され、系の材料に特徴づけられる強度的な性質です。