ねつりきがく‐だいいちほうそく〔‐ダイイチハフソク〕【熱力学第一法則】
読み方：ねつりきがくだいいちほうそく
熱力学第一法則
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/02/24 09:38 UTC 版)
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熱力学第一法則（エネルギー保存則）出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/23 01:21 UTC 版) 「ルドルフ・クラウジウス」の記事における「熱力学第一法則（エネルギー保存則）」の解説 1つ目の法則は、ジュールやマイヤー、ヘルムホルツらによって発見されていたエネルギー保存則である。クラウジウスは次のように表現した。 「熱の作用によって仕事が生み出されるすべての場合に、その仕事に比例した量の熱が消費され、逆に、同量の仕事の消費においては同量の熱が生成される。」 クラウジウスは1850年の論文で、カルノーサイクルでの熱の出入りを計算し、熱量Qに対して、 d d t ( d Q d v ) − d d v ( d Q d t ) = A R v {\displaystyle {\frac {d}{dt}}({\frac {dQ}{dv}})-{\frac {d}{dv}}({\frac {dQ}{dt}})={\frac {AR}{v}}} が成り立つことを示した。ここで、tは温度、vは体積、Aは熱の仕事当量の逆数、Rは気体定数である。 熱量が常に保存されるのであれば、熱量はその物質の温度と体積のみで決まることになる。そのため、上の式の左辺はゼロにならなければならない（なぜなら、この式の左辺は、熱量を温度と体積で全微分した値であるから）。しかし実際にはゼロにはなっていない。そのため、熱は、その物質が持っているエネルギーのほかに、外部になされる仕事の分も加えなければならないことになる。 こうして、クラウジウスは次の式を作り上げた。 d Q = d U + A R a + t v d v {\displaystyle dQ=dU+AR{\frac {a+t}{v}}dv} ここで、Uは内部エネルギー（当時は内部エネルギーという単語は無かったが）、aは定数である。この式からクラウジウスは、熱（左辺）は、内部的になされる仕事（右辺第一項）と、外部になされる仕事（右辺第二項）に分けられると結論した。これはエネルギー保存則の初の定式化であった。 1865年の論文では、 d U = d Q − d w {\displaystyle dU=dQ-dw} と、現在良く見られるような形の式を導出した。 ※この「熱力学第一法則（エネルギー保存則）」の解説は、「ルドルフ・クラウジウス」の解説の一部です。
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