今回から 気体の内部エネルギーと仕事 をテーマに計9回の授業を行っていきます。第1回は、復習も含めて気体の内部エネルギーの基本的な知識を解説していきます。

そもそも気体の内部エネルギーとは何なのでしょうか？次の図をもとに、具体的に考えてみます。

容器の中に気体分子が飛び回っているとします。1つの分子の質量をm、速度をvとすると、内部エネルギーU[J]は 分子の運動エネルギーの合計 で表されるのでした。気体分子の運動エネルギーは、絶対温度Tに比例することから、
U∝1/2mv²∝T
つまり、 内部エネルギーは運動エネルギーに比例 し、さらに、 運動エネルギーは絶対温度に比例 する関係になっているのです。

内部エネルギーUは絶対温度Tに比例するという関係をしっかりおさえておきましょう。