これは、熱力学が含まれるものの内訳です。
熱エネルギー:
* 定義: 熱は、異なる温度でオブジェクトまたはシステムの間に伝達されるエネルギーの一種です。
* 測定: 熱は通常、ジュール(J)またはカロリー(CAL)の単位で測定されます。
熱の変換:
* 熱力学は、熱が他の形態のエネルギーにどのように変換されるかに焦点を当てています。 これらの変換は、基本的な法律によって支配されています。
* 熱力学の最初の法則: エネルギーは作成または破壊することはできず、ある形式から別の形式にのみ変換されます。この法律は、本質的に熱に適用されるエネルギー原理の保存です。
* 熱力学の第2法則: 熱は、より熱いオブジェクトからより冷たいオブジェクトに自然に流れます。また、孤立したシステムのエントロピー(障害)は常に時間とともに増加すると述べています。
* 熱力学の第三法則: 絶対ゼロ(0ケルビン、-273.15°C)は、可能な限り低い温度です。この温度では、すべての分子運動が停止します。
熱力学のアプリケーション:
* エンジニアリング: 熱力学は、エンジン、発電所、冷蔵庫、その他多くの技術システムの設計において重要な役割を果たします。
* 化学: 化学反応とそのエネルギーの変化を理解することは、化学に不可欠です。
* 生物学: 熱力学は、生物がどのように機能し、環境とどのように相互作用するかを説明しています。
* 気象: 気象パターンと気候変動は、熱力学的原則によって支配されています。
* 天体物理学: 熱力学は、星と宇宙の進化を理解するために重要です。
重要な概念:
* 温度: システム内の粒子の平均運動エネルギーの尺度。
* エンタルピー: システムの総エネルギーの尺度。その内部エネルギーと圧力と体積に関連するエネルギーを含む。
* エントロピー: システムの障害またはランダム性の尺度。
要約すると、熱力学は熱、他の形態のエネルギーとの相互作用、およびこれらの変換を支配する基本的な法則の研究です。科学と技術の多くの分野でアプリケーションを備えた広大で複雑な分野です。