[mathjax]
絶対零度とは、熱力学における絶対温度Kの最低となる温度のことである。この絶対零度は摂氏-273.15℃である。この温度ではエントロピーとエンタルピーは0となる。
この温度になるとあらゆる物質は凍ると書いてあるものも多いが、実はヘリウムは単純に絶対零度になっただけでは固体にならない。
この記事では、そのようなヘリウムについて考えることで、希ガスの性質について考える。また、ヘリウムには安定した同位体が2種類存在するが、ここでいうヘリウムとは実際により多く存在する質量数4のヘリウムを指す。
参考:エントロピーの定義とは
参考:熱力学第〇法則まとめ
[mathjax]
ヘルムホルツの自由エネルギーとは、等温変化において、内部エネルギー\(U\)の中で仕事として取り出せるエネルギーのことである。
この記事では、ヘルムホルツの自由エネルギーが何を表しているのか、そして内部エネルギーとの関係式を考える。
潜熱とは、相Aから相Bに相転移するときに、系に出入りする熱のことである。この記事では、なぜ相転移に潜熱がつきものなのかを考える。
ギブスの自由エネルギー\(G\)とは、次のように定義される量のことである。
このギブスの自由エネルギー\(G\)は、定圧過程における熱量(エンタルピー)\(H\)を含んでいる。
この記事では、ギブスの自由エネルギーを使って、相転移現象について考える。この記事を読み進める前に、少なくとも下の2つの記事を先に読んでおくことをおすすめする。
参考:エンタルピーとは
化学ポテンシャル\(μ\)とは、系の内部変化に関係した状態量で、次のように定義される。
[mathjax]
エンタルピー\(H\)とは、次のように定義される状態量のことである。
$$H≡U+pV$$
エンタルピー変化\(dH\)は、定圧過程においては熱量の変化\(d’Q\)と等しくなる。この記事では、なぜそのようなことが言えるのかを示す。
[mathjax]
熱力学には、熱力学第零法則から第三法則までの基礎的な4つの法則が存在する。この記事では、これらの法則の概要を解説する。
[mathjax]
エントロピー増大則とは、断熱過程における不可逆変化で、エントロピーが増大する法則のことである。数式で表すと次のようになる。
[mathjax]
$$\oint \frac{d’Q}{T}≤0$$
この不等式は、可逆サイクルの熱効率が最大となることを利用すれば求められる。
[mathjax]
カルノーサイクルとは、等温過程と断熱過程という準静的過程で構成された可逆サイクルのことである。前の記事では、このサイクルの熱効率\(η\)を求めた。
今回の記事では、カルノーサイクルを使って、可逆サイクルの熱効率の方が、不可逆サイクルの熱効率よりも大きいことを示す。
