仕事 (熱力学)

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仕事 (熱力学)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/17 01:58 UTC 版)

熱力学
古典的カルノー熱機関
分野 古典 統計 化学 平衡 / 非平衡
法則 第零 第一 第二 第三
系 状態 状態方程式 理想気体 実在気体 物質の状態 平衡 検査体積 過程 定圧 定積 等温 断熱 等エントロピー 等エンタルピー 準静的 ポリトロープ 可逆性 不可逆性 内部可逆性 サイクル 熱機関 熱ポンプ 熱効率
系の特性 注: 共役変数はイタリック体 特性線図 示量性と示強性 状態の関数 温度 / エントロピー 圧力 / 体積 化学ポテンシャル / 粒子数 蒸気乾き度 対臨界特性 過程関数 仕事 熱
材料特性 比熱容量  $c=$ 図 1 閉じた系の仕事 図 2 p-V 線図上の絶対仕事 シリンダーの断面積を S とすると、ピストンに作用する力は pS であり、気体が膨張してピストンが右方向へ微小距離 dx だけ移動したとき、気体がピストンに対して行う仕事は次式で表される： $\mathrm {d} W=pS\times \mathrm {d} x=p\times \mathrm {d} V.$ 図 3 開いた系の仕事 図 4 p-V 線図上の工業仕事 この系は単位時間に下記の動作を１回行うものとする。 ピストンが上死点（隙間なし）の位置で吸気弁を開いて、圧力 p1 の吸気を体積 V1 だけ吸入する。 弁をすべて閉じて、熱 Q を加えつつピストンを動かし、体積を V1 から V2 まで膨張させる。このとき圧力は p1 から p2 に変化する。 ピストンを止めて排気弁を開き、圧力 p2 のまま、ピストンで上死点まで押してすべての気体を排気する。 上の 1 ～ 3 の各動作の間に力学的平衡が保たれているとすると、動作 1 の間は圧力 p1 でピストンを V1 だけ押すので、気体がピストンにする仕事 W1 は図 4 の p-V 線図の面積 OC1AO となる。動作 2 の間の仕事 W2 は面積 A12BAとなり、動作 3 の間の仕事 W3 は面積 B2DOB となる。ただし動作 3 の間、ピストンに作用する力の向きとピストンの移動方向が逆であるから、 W3 は負の値である。したがってこれらの仕事は次式で表される： ${\begin{aligned}W_{1}&=p_{1}V_{1},\\W_{2}&=\int _{1}^{2}pdV,\\W_{3}&=-p_{2}V_{2}.\end{aligned}}$ 図 5 絶対仕事と工業仕事 図 5 のように、左端 1 から質量流量 G の気体が流入し、単位時間に Q の加熱を受け、外部へ仕事率 W* の仕事を取り出し、右端 2 から気体が流出する装置を考える。図の破線のように系を選ぶと、気体の出入りがあるので開いた系となる。気体は入口 1 から出口 2 まで流れている間に状態変化するが、系各部の状態は時間的に変化しない定常状態とする。 入口 1 では、系は系外の気体から 圧力 p1 で押されて、単位時間に p1 G v1 = p1 V1 の仕事をされる。出口 2 では、系が外部に対して p2 V2 の仕事を行う。ここで v は比体積、V = G v は体積流量である。系全体に熱力学第一法則を適用すると $Q=G(u_{2}-u_{1})+W^{*}+p_{2}V_{2}-p_{1}V_{1}\qquad \qquad (3)$ が成り立つ。ここで u は単位質量あたりの内部エネルギー（比内部エネルギー)である。 一方、図の水色で示すように、ある時刻に系に流入した単位質量の気体を取り出して考えると、これは閉じた系と考えることができるので、同時に次式も成立する： $q=u_{2}-u_{1}+w.$ ただし q, u, w はそれぞれ単位質量あたりの加熱量、内部エネルギー、仕事である。w は単位質量の気体が周囲の気体を押して膨張する仕事であり、この仕事そのものを取り出すことはできない。この式を G 倍すると、 $Q=G(u_{2}-u_{1})+W.\qquad \qquad \qquad \qquad \qquad (4)$ 式(3)、(4) を比較して、開いた系の工業仕事 W* と閉じた系の絶対仕事 W の間には次の関係があることがわかる： $W^{*}+p_{2}V_{2}-p_{1}V_{1}=W.$ 微小変化に対しては次式となる： $dW^{*}+d(pV)=dW.$ この関係はエネルギー式だけから導いているので、非可逆変化を含めて常に成立する。 関連項目 熱力学 熱力学第一法則 仕事 (物理学) Weblio日本語例文用例辞書 索引トップ 用語の索引 ランキング 「仕事 (熱力学)」の例文・使い方・用例・文例 彼にはその仕事をする力はないと思う 彼はその仕事で全エネルギーを使った 彼はその仕事を快く引き受けてくれた 仕事をやり遂げました 仕事にはすぐ慣れるでしょう 車庫を仕事場として使えるように改造した 時はどんどんたっても仕事はちっともはかどらなかった 彼女は何か国語も知っているという強みがあるので，その仕事に就けた 通りの騒音で仕事に影響が出た 彼は自分の仕事のことを本当に心配している 私は先生の世話でこの仕事に就いた この仕事を始めたのはそんなに遠い昔ではない その仕事は苦しみそのものだった その仕事を引き受けることを承知した 彼は同僚より先に仕事を仕上げた 彼が仕事のことで助けてくれた その仕事なら5日あれば十分だ ジョンはメアリーに仕事をやめるように頼んだが，彼女は同意しなかった 彼が自分の仕事をきちんとやっていないことは明らかだ きつい仕事のあとの休暇はしみじみいいと思います 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳 英語⇒日本語日本語⇒英語    >> 「仕事 (熱力学)」を含む用語の索引  仕事 (熱力学)のページへのリンク 辞書ショートカット 1 ウィキペディア 2 Weblio日本語例文用例辞書 カテゴリ一覧 全て ＋ ビジネス ＋ 業界用語 ＋ コンピュータ ＋ 電車 ＋ 自動車・バイク ＋ 船 ＋ 工学 ＋ 建築・不動産 ＋ 学問 ＋ 文化 ＋ 生活 ＋ ヘルスケア ＋ 趣味 ＋ スポーツ ＋ 生物 ＋ 食品 ＋ 人名 ＋ 方言 ＋ 辞書・百科事典 すべての辞書の索引 あいうえお かきくけこ さしすせそ たちつてと なにぬねの はひふへほ まみむめも やゆよ らりるれろ わをん がぎぐげご ざじずぜぞ だぢづでど ばびぶべぼ ぱぴぷぺぽ ＡＢＣＤＥ ＦＧＨＩＪ ＫＬＭＮＯ ＰＱＲＳＴ ＵＶＷＸＹ Ｚ １２３４５ ６７８９０ 記号 Weblioのサービス 英会話コラム Weblio英会話 英語の質問箱 語彙力診断 スピーキングテスト 1 熱力学 Weblio日本語例文用例辞書 100% ||||| 2 自由エネルギー Weblio日本語例文用例辞書 100% ||||| 3 熱力学量 Weblio日本語例文用例辞書 100% ||||| 4 仕事の熱当量 空調用語 98% ||||| 5 作業物質 デジタル大辞泉 96% ||||| 6 非平衡熱力学 ウィキペディア小見出し辞書 94% ||||| 7 種々の系の平衡条件 ウィキペディア小見出し辞書 92% ||||| 8 断熱膨張 デジタル大辞泉 76% ||||| 9 回路網熱力学 百科事典 74% ||||| 10 熱的死 デジタル大辞泉 74% ||||| 仕事 (熱力学)のお隣キーワード 仕七川村 仕上げ 仕上げ技能士 仕上表 仕事 仕事 (企業) 仕事 (熱力学) 仕事 (物理学) 仕事 断り 力不足 仕事 新年 仕事 日本語下手な人 仕事 暇すぎる 業種 仕事 最後のメッセージ 検索ランキング 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳     英語⇒日本語 日本語⇒英語     仕事 (熱力学)のページの著作権 Weblio 辞書 情報提供元は 参加元一覧 にて確認できます。     All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License. この記事は、ウィキペディアの仕事 (熱力学) (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。 TANAKA Corpus Tanaka Corpusのコンテンツは、特に明示されている場合を除いて、次のライセンスに従います：  Creative Commons Attribution (CC-BY) 2.0 France. 京大-NICT 日英中基本文データ この対訳データはCreative Commons Attribution 3.0 Unportedでライセンスされています。 Copyright © 1995-2025 Hamajima Shoten, Publishers. All rights reserved. Copyright © Benesse Holdings, Inc. All rights reserved. Copyright (c) 1995-2025 Kenkyusha Co., Ltd. All rights reserved. 日本語ワードネット1.1版 (C) 情報通信研究機構, 2009-2010 License All rights reserved. WordNet 3.0 Copyright 2006 by Princeton University. All rights reserved. License Copyright (C) 1994- Nichigai Associates, Inc., All rights reserved. 「斎藤和英大辞典」斎藤秀三郎著、日外アソシエーツ辞書編集部編 This page uses the JMdict dictionary files. These files are the property of the Electronic Dictionary Research and Development Group, and are used in conformance with the Group's licence. ビジネス｜業界用語｜コンピュータ｜電車｜自動車・バイク｜船｜工学｜建築・不動産｜学問 文化｜生活｜ヘルスケア｜趣味｜スポーツ｜生物｜食品｜人名｜方言｜辞書・百科事典 ご利用にあたって ・Weblio辞書とは ・検索の仕方 ・ヘルプ ・利用規約 ・プライバシーポリシー ・サイトマップ 便利な機能 ・ウェブリオのアプリ ・画像から探す お問合せ・ご要望 ・お問い合わせ 会社概要 ・公式企業ページ ・会社情報 ・採用情報 ウェブリオのサービス ・Weblio 辞書 ・類語・対義語辞典 ・英和辞典・和英辞典 ・Weblio翻訳 ・日中中日辞典 ・日韓韓日辞典 ・フランス語辞典 ・インドネシア語辞典 ・タイ語辞典 ・ベトナム語辞典 ・古語辞典 ©2025 GRAS Group, Inc.RSS      ログイン ※半角英数字、6文字以上、32文字以内で入力してください ログイン パスワードを忘れた方はこちらから 別サービスのアカウントで登録・ログイン アカウントをお持ちでない方 新規会員登録（無料）