熱力学 - とある書生の備忘録

熱力学

熱力学．英語で言うとThermodynamics．
その名の通り，熱についての力学である．つまり，平衡状態での物質のマクロな状態を記述するための学問だ．化学をするに及んでは，かなり重要な分野でもある．
ここでは，熱力学について簡単にまとめていく．

気体の性質

物質の状態変化といえば，固体・液体・気体である．分子間の引力に対して分子の運動エネルギーが優越していくにつれ，右側の状態に変わっていくわけだ．
その中で，もっとも単純で考えやすいのは気体である．気体では，分子間の引力に比べて，分子の運動エネルギーがとても大きく，分子は絶えず乱雑に動き回っている．

では気体の物理的な状態を表現するにはどうすればいいだろう．同じ状態であるということは，パラメータがみんな一緒であるということだ．ある純粋気体の状態は，体積，物質量，圧力，温度で指定できる．これらが一緒なら，その気体は同じ状態にあるということだ．だが，このうち3つを指定すれば他の一つが定まることが実験的にはっきりしている．なので関数として，

と表せる．これを状態方程式という．