熱力学

デジタル大辞泉

ねつ‐りきがく【熱力学】

読み方：ねつりきがく

熱と力学的仕事との関係から出発して、熱現象の根本法則を扱う古典物理学の一部門。

実用空調関連用語

ねつりきがく 熱力学 thermodynamics

自然界に存在する冷・暖の現象に関する基本原理について、また熱と 力学的な仕事との対応、機械への応用等について研究する学問。

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熱力学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/02/07 16:50 UTC 版)

熱力学
古典的カルノー熱機関
分野 熱力学 統計力学 熱化学 平衡熱力学 / 非平衡熱力学
熱力学の法則 第零法則 第一法則 第二法則 第三法則
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 定圧過程 定積過程 等温過程 断熱過程 等エントロピー過程 等エンタルピー過程 準静的過程 ポリトロープ過程 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: 斜体は共役変数を示す。 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  $c=$ ウィキブックスに熱力学関連の解説書・教科書があります。 熱力学（ねつりきがく、英: thermodynamics）は、物理学の一分野で、熱や物質の輸送現象やそれに伴う力学的な仕事についてを、系の巨視的性質から扱う学問。アボガドロ定数個程度の分子から成る物質の巨視的な性質を巨視的な物理量（エネルギー、温度、エントロピー、圧力、体積、物質量または分子数、化学ポテンシャルなど）を用いて記述する。 概要 熱力学には大きく分けて「平衡系の熱力学」と「非平衡系の熱力学」がある。「非平衡系の熱力学」はまだ、限られた状況でしか成り立たないような理論しかできていないので、単に「熱力学」と言えば、普通は「平衡系の熱力学」のことを指す。両者を区別する場合、平衡系の熱力学を平衡熱力学 (equilibrium thermodynamics)、非平衡系の熱力学を非平衡熱力学 (non-equilibrium thermodynamics) と呼ぶ。 ここでいう平衡 (equilibrium) とは熱力学的平衡、つまり熱平衡、力学的平衡、化学平衡の三者を意味し、系の熱力学的(巨視的)状態量が変化しない状態を意味する。 平衡熱力学は（すなわち通常の熱力学は）、系の平衡状態とそれぞれの平衡状態を結ぶ過程とによって特徴付けられる。平衡熱力学において扱う過程は、その始状態と終状態が平衡状態であるということを除いて、系の状態に制限を与えない。 熱力学と関係の深い物理学の分野として統計力学がある。統計力学は熱力学を古典力学や量子力学の立場から説明する試みであり、熱力学と統計力学は体系としては独立している。しかしながら、系の平衡状態を統計力学的に記述し、系の状態の遷移については熱力学によって記述するといったように、一つの現象や定理に対して両者の結果を援用している。 歴史 前史 1824年のオリジナルのカルノー熱機関図に着色し注釈を加えたもの。高温体 (ボイラー)、作業体 (蒸気)、および低温体 (水) を示し、文字はカルノーサイクルの停止点に従っている。 18世紀後半にイギリスのジョゼフ・ブラックが熱容量と潜熱の概念を発見し、温度と熱の概念を分離したことで熱に関する本格的な研究が始まり、これを受けて18世紀末には熱学が生まれた。 一方18世紀後半から19世紀にかけてイギリスで蒸気機関が発明・改良されたが、ジェームズ・ワットがブラックの影響を受けて復水器を独立させるなどの影響はあったものの、基本的には学問的成果を応用したものでなく専ら経験的に進められたものであった。またこの頃気体の性質が研究され、1662年にロバート・ボイルによってボイルの法則が発表され、1787年にジャック・シャルルによって発見されたシャルルの法則が1802年にジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックによって発表されて、ゲイ＝リュサックの法則が成立し、これらの法則がボイル＝シャルルの法則（理想気体の性質）としてまとめられた。しかしこのころは、まだアントワーヌ・ラヴォアジエらによって唱えられていた、熱を物質と考える熱素説が有力であった。 なお1820年代、ジョゼフ・フーリエが熱伝導の研究を発表したが、これは熱力学とは直接関係なく、むしろフーリエ変換など後世の数学の基礎から工学的な応用に至るまで多大な影響を及ぼすこととなった。また、熱伝導に関する研究はこれ以前にニュートンによる冷却の法則がある。 熱力学の成立 熱力学各学派の創始者。左上から順に、サディ・カルノー、ウィリアム・トムソン、ルドルフ・クラウジウス、ジェームズ・クラーク・マクスウェル、ルートヴィッヒ・ボルツマン、ウィラード・ギブズ、グスタフ・ツォイナー、ヨハネス・ファン・デル・ワールス 1820年代になると、サディ・カルノーが熱機関の科学的研究を目的として仮想熱機関としてカルノーサイクルによる研究を行い、ここに本格的な熱力学の研究が始まった。この研究結果は熱力学第二法則とエントロピー概念の重要性を示唆するものであったが、カルノーは熱素説に捉われたまま早世し、重要性が認識されるにはさらに時間がかかった。 熱をエネルギーの一形態と捉えエネルギー保存の法則、つまり熱力学第一法則をはじめて提唱したのはロベルト・マイヤーである。彼の論文は1842年に発表されたが全く注目されなかった。 一方、イギリスでは1843年にジェームズ・プレスコット・ジュールが熱が仕事へと変換可能であると考え、熱の仕事当量を求める測定を行った。この研究も当初は全く注目されなかったが、1847年にウィリアム・トムソン（ケルヴィン卿）の知るところとなった。トムソンは1849年にカルノーの説を再発表する一方で、ジュールの説も否定せず、むしろこの発表で脚注として取り上げることで、ジュールの論をも広く知らせることとなった。ヘルマン・フォン・ヘルムホルツは1847年の論文で、エネルギー保存の法則について示している。やがて1850年、ジュールやトムソン、ヘルムホルツの論文をもとにルドルフ・クラウジウスがカルノーとジュールの説を統合し、熱力学第一法則および熱力学第二法則を完全な形で定義した。クラウジウスによる熱力学第二法則はクラウジウスの原理と呼ばれる。1851年には、トムソンも別の表現で熱力学第二法則に到達し、トムソンの原理と呼ばれるようになった。この両原理は同一のものであると簡単に証明できたため、こうして1850年代には熱力学第二法則が確立された。 トムソンは1854年に絶対温度の概念にも到達した。1865年にはクラウジウスが、カルノーサイクルの数学的解析からエントロピーの概念の重要性を明らかにした。エントロピーの命名もクラウジウスによるものである。 19世紀後半になると、ヘルムホルツによって自由エネルギーが、またウィラード・ギブズによって化学ポテンシャルが導入され、化学平衡などを含む広い範囲の現象を熱力学で論じることが可能になった。 一方、ルートヴィッヒ・ボルツマンやジェームズ・クラーク・マクスウェルさらにはギブズによって、分子論の立場に立って、分子の挙動を平均化して扱い熱力学的なマクロの現象を説明する理論、統計力学が創始された。これにより、熱力学的諸概念と分子論をつなぎ合わせることを具体的に解釈できるようにした。 1905年のアルベルト・アインシュタインによるブラウン運動の定式化と、1908年のジャン・ペランの実験は、分子論の正当性を示し、また確率過程論や統計物理学の応用の発展にも寄与した。 1999年にエリオット・リーブとヤコブ・イングヴァソンは、「断熱的到達可能性」という概念を導入して熱力学を再構築した。 「状態 Y が状態 X から断熱操作で到達可能である」ことを $X\prec Y$ カテゴリ

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熱力学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/08/03 23:42 UTC 版)

「閉環メタセシス」の記事における「熱力学」の解説

RCM反応は、厳密な反応条件、触媒、基質に依存する速度論あるいは熱力学支配化にある。一般的な環である5から7員環シクロアルケンが形成される傾向が高く、ラクトン環の形成についてIlluminatiとMandoliniによって示されるように、環化生成物のエントロピー的有利さによる、より大きな熱力学支配下にしばしばある。5原子と8原子の間のより小さな環は、より低い環ひずみのため、中員環から大員環よりも熱力学的に有利である。環ひずみは異常な結合角が原因であり、鎖状のものと比較してより大きな燃焼熱をもたらす。RCM生成物がひずみのあるオレフィンを含むとすると、この新たに形成されたオレフィンの開環メタセシス重合によって重合がより有利となる。特に中員環は、部分的には環の両側からの渡環相互作用と、そして不利なゴーシュ相互作用を避けるように分子を適応させることができないため、より大きな環ひずみを持つ。RCMは、生成物が触媒サイクルに再び入ることができない、あるいは平衡により相互変換できないとすれば、速度論的偏りを持つと考えることができる。速度論的生成物分布は、ほとんどの場合RCM生成物を与え、オリゴマーまたはポリマーの生成はほとんどの場合不利である。

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熱力学

出典:『Wiktionary』 (2021/06/13 12:23 UTC 版)

名詞

熱 力学（ねつりきがく）

1. 熱的な現象を物質の巨視的性質から扱う物理学の一分野。

翻訳

• アルバニア語: termodinamikë 女性
• 英語: thermodynamics ^(en)
• オランダ語: thermodynamica ^(nl) 女性
• ギリシア語: θερμοδυναμική ^(el) 女性
• スウェーデン語: termodynamik ^(sw) 通性
• チェコ語: termodynamika ^(cs) 女性
• 朝鮮語: 열역학 ^(ko)
• ドイツ語: Thermodynamik ^(de) 女性
• フィンランド語: termodynamiikka ^(fi)
• ヘブライ語: תֶּרְמוֹדִינָמִיקָה ^(he)
• ポーランド語: termodynamika ^(pl) 女性
• ロシア語: термодинамика ^(ru) 女性

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「熱力学」の例文・使い方・用例・文例

• 熱力学の観点から
• 熱力学の背後には、第１巻で学んだ力学の法則にしたがう原子や分子の運動があります。
• 熱力学に関して
• この現象は熱力学的に不可能である
• 特に結晶性固体の電磁的または熱力学的または構造的な性質である固形物の物理的性質に特徴的な、あるいは、特に結晶性固体の電磁的または熱力学的または構造的な性質である固形物の物理的性質に関する
• 熱力学の、または、熱力学に関係している
• 熱力学の限界
• システムの内部のエネルギーとさらにその容積と圧力の生成物と等しい熱力学量
• ある組織において、力学的仕事を行う場合に利用できる最大のエネルギー量を表す熱力学量
• 熱力学の法則
• 熱平衡に関する熱力学的解釈
• フランスの物理学者で、熱力学の基礎を築いた（1796年−1832年）
• 英国の物理学者で、熱の力学理論を確立し、熱力学の最初の法則を発見した（1818年−1889年）
• ドイツ人の物理学者、化学者で、熱力学の第3法則を定式化した（1864年−1941年）
• 米国の化学者（ノルウェー生まれ）で、熱力学における業績で知られる（1903年−1976年）
• 動作する物理的システムの容量と同等の熱力学量
• 国際単位系で採用されている熱力学的温度の基本単位
• 活動度という,溶液の熱力学的な濃度
• 気象熱力学という学問
• 熱力学で,理想気体でない気体