明解熱力学

平均的なレベルの理系大学生にあわせた「熱力学」の教科書であり、特に、熱力学第2法則をできる限りわかりやすく紹介している。具体的には、熱力学第2法則を、初学者にも馴染み易い内部エネルギーに基づき導入しており、熱の出入りを許す複合過程を考える前に、単純な断熱過程に対し熱力学第2法則が詳しく議論され、熱源の有無にわずらわされることなくエントロピーとその増大の法則が理解できるように書かれている。
また、始状態と操作から定まる可逆および不可逆過程の終状態を定量的に予測する多くの具体例や問題を入れ、深遠な原理の直感的な理解の助けとしている。さらに、希薄溶液、実在気体、液体-気体相転移に関する実際の問題への応用がバランスよく含まれ、熱力学の実用にも配慮されている。そして、読者の理解を深め、計算力を培うため、章末に演習問題およびその解答を入れている。

目次

第1章　熱力学における用語と設定
1.1 熱力学とは
1.2 幾何学および力学から定まる熱力学量
1.2.1 体積
1.2.2 圧力
1.2.3 力学的仕事
1.3 熱力学に特有な熱力学量
1.3.1 熱
1.3.2 物質量
1.4 温度
1.5 環境
1.6 平衡状態
1.7 操作
1.8 示量変数と示強変数
1.9 熱力学的状態と状態方程式
1.10 状態量
1.11 準静的過程と力学的仕事
1.12 比熱と熱容量
1章の問題

第2章　熱力学第1法則
2.1 熱と力学的仕事の変換
2.2 熱力学第1法則
2.3 内部エネルギーU(T，V)の決定
2.3.1 体積一定での内部エネルギーと温度の関係
2.3.2 断熱環境での体積と内部エネルギーの関係
2.3.3 内部エネルギー一定での体積と温度の関係
2.4 準静的過程
2.4.1 準静的定積過程
2.4.2 準静的定圧過程
2.4.3 準静的等温過程
2.4.4 準静的断熱過程
2.5 瞬時の力学的環境変化による過程
2.5.1 断熱環境下での定積環境の変化
2.5.2 断熱環境下での定圧環境の変化
2.5.3 等温環境下での定圧環境の変化
2.6 瞬時の熱的環境変化による過程
2.6.1 定積環境下での等温環境の変化
2.6.2 定圧環境下での等温環境の変化
2章の問題

第3章　熱力学第2法則
3.1 可逆断熱過程の定義と前提
3.2 エントロピー
3.3 理想気体のエントロピーの性質
3.4 不可逆過程の例
3.4.1 断熱自由膨張
3.4.2 断熱環境下での定圧環境の瞬時の変化
3.5 一般の系のエントロピー
3.5.1 理想気体におけるClausius等式
3.5.2 一般の気体におけるClausius等式
3.5.3 熱力学的温度
3.5.4 エントロピー増大の法則
3.6 複合系の不可逆過程
3.6.1 平衡状態とエントロピー極大
3.6.2 接触した2つの容器中の理　ほか

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