* 内部エネルギー: ガスの内部エネルギーは、運動エネルギー(運動のエネルギー)やポテンシャルエネルギー(分子間力によるエネルギー)など、分子の総エネルギーです。
* 一定のボリューム: 体積が一定の場合、ガスは周囲で動作することはできません(拡張など)。これは、システムに追加されたすべてのエネルギーが直接ガスの内部エネルギーを増やすことを意味します。
* 温度の上昇: 内部エネルギーが増加すると、ガス分子の平均運動エネルギーが増加します。これは、ガスの温度の上昇に直接変換されます。
ここに一定の体積でガスの温度を上げる方法がいくつかあります:
* 熱伝達: ガスに熱を追加すると、内部エネルギーが直接増加し、温度が上昇します。
* ガスで作業を行う: ボリュームは一定のままですが、たとえば、ガスを攪拌したり、内部ピストンに対して圧縮したりすることで、ガスで作業を行うことができます。この作業はまた、内部エネルギー、したがって温度を増加させます。
キーポイント:
* 熱力学の最初の法則: システムの内部エネルギーの増加は、システムに追加されたシステムに加えられた熱に等しくなります。この場合、行われた作業はゼロであるため、内部エネルギーの増加は追加の熱に直接比例します。
* 理想的なガス法: 理想的なガスの場合、内部エネルギーは温度に直接比例します。これは、内部エネルギーの増加が温度の上昇に直接つながることを意味します。
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