中部大学 工学部建築学科 建築環境工学B

1. 熱とは？温度とは？
運動少 運動大
分子運動

2. 熱とは？温度とは？
運動少 低温 運動大 高温
分子運動

3. 温度 Temperature
• 内部のエネルギーの度合いを示す値
エネルギー高いエネルギー低い
温度低い 温度高い
TE

4. 比熱
熱量：Q
温度
T
0℃
100℃
氷 水 水蒸気
顕熱 潜熱 顕熱 潜熱
336 kJ 2500 kJ
水 1kg
Q
T
Q
T
T
Q
比熱: Specific Heat 水：4.2 kJ/kg・K
氷：2.05 kJ/kg・K
蒸気： 1.9 kJ/kg・K
融解熱： Heat of Fusion

5. 圧力pressure と体積 volume
Pが増えるとVが減る
PV=一定
内部の粒子の動きが激し
くなると圧力があがる
PV=一定=エネルギー
P1
V1
P2
V2
E PV

6. p-v 線図
V
P PVE
V
E
P
1
反比例の式
1
x
ay

7. 状態方程式 state equation
E
T
P1
V1
E
PV
T PV
nRTPV

8. エネルギー保存
Energy conservation law
• エネルギーの総量は一定
• エネルギーは増減しない
位置エネルギー
止まったら、エネ
ルギーは周りへ逃
げる
m
mgh
ｖ
m
運動エネルギー
h
2
2
1
mv
mghmv2
2
1
ghv 2
m
m

9. ジュールの実験
• 熱と仕事が等価
http://www.power-academy.jp/electronics/science/phy005.html

10. 熱力学の第一法則
First law of thermodynamics
内部エネルギー：
U
N
N
P1
V1
W
外部にした仕事
Q
加えた熱
WQU

11. 熱力学の第一法則
First law of thermodynamics
WQUU 12
P1
V1
W
外部にした仕事
Q
加えた熱
P2
V2
U1
U2

12. 状態量
• 変化がはじめの状態と終わりの状態の差
で求められるもの
– 温度、圧力、体積、内部エネルギー
• 状態量で無いもの
– 熱量、仕事

13. 仕事
P
V
W
外部にした仕事
P
V
仕事 = 力×距離
力 ＝ 圧力×面積
V
仕事 = 圧力×面積×距離
仕事 = 圧力×体積変化
VpW
VpQU 熱力学の第一法則

14. 状態変化
V
P
システムがした仕事