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5分でわかる!内部エネルギーの一般式

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5分でわかる!内部エネルギーの一般式

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ポイント

内部エネルギーの一般式

熱力学17 ポイント2 全部 空欄埋める

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ポイントの解説授業
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気体n[mol]に熱量Qinを与える定積変化で、気体の温度がΔTだけ上がったとき、
Qin=nCVΔT
と表せることを学習しましたね。 定積モル比熱CV は、定積変化において物質1[mol]の温度を1[K]上昇させるのに必要な熱量を表します。

熱力学17 ポイント1 クマさんのまとめ 空欄埋める

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この式と 単原子分子の内部エネルギーの式 をあわせることで、定積モル比熱CVがどんな値になるかを考えてみましょう。

単原子分子の内部エネルギーは(3/2)nRT

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定積変化とは体積が一定の変化です。体積が一定ということは、気体は外部に仕事をしません。Wout=0です。これを熱力学第一法則に代入すると、
Qin=ΔU
となり、 気体が吸収した熱量はすべて内部エネルギーの増加 にあてられることになります。つまり、
Qin=ΔU=nCVΔT……①
ですね。

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一方、内部エネルギーの増加ΔUを別の式で表してみましょう。 単原子分子の内部エネルギーUは(3/2)nRT と表すことができました。つまり、
ΔU=(3/2)nRΔT……②

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①、②の式より、
nCVΔT=(3/2)nRΔT
CV=(3/2)R
単原子分子においては、 定積モル比熱CVが(3/2)R であることがわかります。

熱力学17 ポイント2 クマさんのまとめ 空欄埋める

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

内部エネルギーの一般式
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