第12章熱力学Thermodynamics原書 p.369–404

• Systems are in thermal equilibrium when they have the same temperature.• Thermal equilibrium occurs when two bodies are in contact with each other and can freely exchange energy.• The zeroth law of thermodynamics states that when two systems, A and B, are in thermal equilibrium with each other, and B is in thermal equilibrium with a third system, C, then A is also in thermal equilibrium with C.

・系は、同じ温度にあるとき熱平衡にある。・熱平衡は、二つの物体が接していて自由にエネルギーをやりとりできるときに起こる。・熱力学第零法則は、二つの系AとBが互いに熱平衡にあり、Bが第三の系Cと熱平衡にあるなら、AもCと熱平衡にある、と述べる。

• Pressure is the force per unit area over which the force is applied perpendicular to the area.• Thermal expansion is the increase, or decrease, of the size (length, area, or volume) of a body due to a change in temperature.• The ideal gas law relates the pressure and volume of a gas to the number of gas particles (atoms or molecules) and the absolute temperature of the gas.• Heat and work are the two distinct methods of energy transfer.• Heat is energy transferred solely due to a temperature difference.• The first law of thermodynamics is given as , where is the change in

・圧力とは、面に垂直に加えられた力の、単位面積あたりの大きさである。・熱膨張とは、温度の変化による物体の大きさ(長さ・面積・体積)の増加または減少である。・理想気体の法則は、気体の圧力と体積を、気体の粒子(原子または分子)の数と気体の絶対温度に結びつける。・熱と仕事は、エネルギーを移す二つの異なるやり方である。・熱とは、もっぱら温度差によって移るエネルギーである。・熱力学第一法則はで与えられる。ここでは系の

internal energy of a system, Q is the net energy transfer into the system by heat (the sum of all transfers by heat into and out of the system), and W is the net work done by the system (the sum of all energy transfers by work out of or into the system).• Both Q and W represent energy in transit; only $\Delta U$ represents an independent quantity of energy capable of being stored.• The internal energy U of a system depends only on the state of the system, and not how it reached that state.

内部エネルギーの変化、Qは熱によって系へ移った正味のエネルギー(系へ入り系から出る熱によるすべての移動の和)、Wは系がした正味の仕事(系から出る、また系へ入る仕事によるすべてのエネルギーの移動の和)である。・QもWも移動中のエネルギーを表す。蓄えられうる独立した量のエネルギーを表すのは$\Delta U$だけである。・系の内部エネルギーUは系の状態だけによって決まり、どうやってその状態に達したかにはよらない。

• Entropy is a measure of a system's disorder: the greater the disorder, the larger the entropy.• Entropy is also the reduced availability of energy to do work.• The second law of thermodynamics states that, for any spontaneous process, the total entropy of a system either increases or remains constant; it never decreases.• Heat transfers energy spontaneously from higher- to lower-temperature bodies, but never spontaneously in the reverse direction.

・エントロピーは系の無秩序さを測るものである。無秩序さが大きいほどエントロピーは大きい。・エントロピーはまた、仕事に使えるエネルギーの減りでもある。・熱力学第二法則は、どんな自発的な過程でも系の全エントロピーは増えるか一定のままであり、決して減らない、と述べる。・熱は温度の高い物体から低い物体へ自発的にエネルギーを移すが、逆向きに自発的に移すことは決してない。

• Heat engines use the heat transfer of energy to

・熱機関は熱によるエネルギーの移動を使って

do work.• Cyclical processes are processes that return to their original state at the end of every cycle.• The thermal efficiency of a heat engine is the ratio of work output divided by the amount of energy input.• The amount of work a heat engine can do is determined by the net heat transfer of energy

仕事をする。・循環過程とは、毎回の循環の終わりに元の状態へ戻る過程である。・熱機関の熱効率とは、仕事の出力をエネルギーの入力の量で割ったものである。・熱機関がなしうる仕事の量は、一循環のあいだの正味の