高校物理をやさしく解説するブログ

高校物理をやさしく解説するブログです。説明は全てテキスト中心にまとめております。図はたまにありますが基本的に想像力を働かせて読んでください。「読んで」物理のイメージを作りましょう。

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    堀口塾

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    タグ:熱力学

    〔高温の物体〕

    〔低温の物体〕
    を接触させる。

    すると、
    〔高温の物体〕
    から
    〔低温の物体〕
    へ、熱が移動する。

    〔高温の物体〕⇒⇒(熱)⇒⇒〔低温の物体〕

    そして、やがて、
    両者の温度は等しくなる。

    この状態を
    熱平衡状態という。

    このとき、

    (高温物体が放出する熱量)
       =(低温物体が吸収する熱量)


    が成り立つのが、
    「熱量保存の法則」
    である。

    この法則が成り立つとき、
    高温物体と低温物体の
    両方を含む世界が、
    ある一つの囲みの中で存在するとし、

    その囲みから外に、
    熱が逃げていかない


    ということが前提である。

    簡単にいうと、
    「魔法瓶の中で実験が行われている」
    と考えてよいでしょう。

    また、熱は必ず、
    高温の物体から低温の物体へ移動し、
    その逆は起こらない。


    これを、不可逆変化という。 【熱量保存の法則】の続きを読む

    夏に神輿を担ぎました。
    だいたい20人くらいで担ぐんですけど、
    ひとりあたま一体どのくらいの力が
    必要なのか?と考えてしまった。

    さて、圧力の話です。

    10m2に働く力を10人で加えたとき。

      壁1m2 ・・|  1人分の力 ・・・ ← と、しましょう。

    壁は10個ありますから、10m2です。
    そこに力が10個働いていますから、
    10人分の力となります。
     
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    「圧力」というのは、ただの力ではなく、
    単位面積当たりにはならく力
    つまり、1m2当たりの面積にはたらく力のことです。
    【気体の圧力 その1】の続きを読む

    力をF〔N〕、面積をS〔m^2〕とすると圧力P〔N/m^2〕は、

    P=F/S

    圧力の単位は
    〔N/m^2〕のかわりに
    〔Pa〕(パスカル)をもちいてもよいです。

    弱い力でも面積が小さければ影響は大きい。
    面積と力は密接に関係している。

    たとえば、注射が、
    いとも簡単に皮膚をつきぬけるのは、
    針がとんがっているからです。

    つまり、針の断面積が
    非常に小さいからです。
    蚊に刺される場合も同じですね。 【気体の圧力 その2】の続きを読む

    物理では、気体の分野を考えるとき、
    私たちの目には見えないが、気体を、
    原子や分子、一粒一粒が運動している、
    とみなして扱っていく。

    本当に気体分子が運動しているのか?

    ということだが、煙が上がっていく様子を思い浮かべましょう。

    【気体分子の運動のイメージ】の続きを読む

    ジュールの実験

    日常生活における
    熱量の単位には
    よくカロリーが用いられるが、
    国際単位系のSIでは
    ジュール([J])という単位が用いられます。

    カロリーは、

    基準を水1gの温度を
    1℃上昇させるのに必要な熱量を1cal


    として設定しました。

    これに対しジュールという単位は、
    もともと仕事やエネルギーの単位で
    calとは直接結びつきません。

    しかし,熱力学第一法則より
    ピストンの付いた容器に外から仕事を加えると
    中の気体が熱くなる
    ということから熱量と仕事の間には
    関係があることがわかっています。

    【ジュールの実験】の続きを読む

    ブログネタ
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    気体分子運動論はただ今、編集中です。

    気体分子の運動のイメージはこちらから。

    容器に入った水を一生懸命かきまぜよう。

    そのときに水の温度は上昇するのだろうか?

    確かに上昇はする・・・しかしほんのわずかだ。

    では、水の温度を上昇させるためには、
    一体、どのくらいの仕事をすればよいのか?

    気になりますよね。

    そんな実験をしたのがジュールさんです。

    仕事に対する温度上昇から、
    カロリー表示の熱量Qと仕事Wを
    換算するための定数を求めたのです。 【ジュールの実験 仕事当量】の続きを読む

    はじめ教室内にみんな着席していました。

    教室内の温度はとても低く、
    皆は動かずにじっと着席していました。

    そこで暖房のスイッチをON!
    教室内はだんだん温まって、
    みんなは動き出しました。

    はじめは席の近くの人と話し出します。

    そのうち席を立って動き出します。

    さらに温度が上昇します。

    皆の話も盛り上がって、
    どこでも自由に動き回って、
    教室内のあちらこちらへ散らばっていき、
    しまいには、教室外に出てしまう人もいます。

    この風景、イメージできましたか?!

    物質の温度を上昇させると、
    一般に、
    固体→液体→気体
    と状態変化していく。 【温度と熱運動】の続きを読む

    気球はなぜ浮くか?

    気球のバルーンが大気から受ける浮力によって浮く。

    しかし、条件がそろわないと浮かない。

    その条件とは、
    バルーンが受ける浮力が
    気球自体の重さ+バルーン内部の気体の重さ
    よりも大きくなければ浮かない。

    とても簡単に言ってしまえば、
    子供がもっている風船は
    なぜ浮くのか?中に入っている気体が、
    まわりの空気よりも軽いからである。 【気球はなぜ浮くか?】の続きを読む

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