講師

  安池　智一

   (放送大学教授)

  秋山　良

   (九州大学准教授)

放送日時

• 専門科目／自然と環境

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今回の授業内容

示量変数に共役な変数として、示強変数を定義する。熱力学において温度は、エントロピーの内部エネルギーに共役な変数として、逆温度の形で定義されることを学ぶ。【キーワード】示強変数、温度の定義、ネルンスト－プランクの仮説、エントロピーの凸性

講義概要

私たちは日々の暮らしで、熱と仕事を相互に変換する装置（熱機関）を利用している。熱と仕事の変換が可能であるのは、両者が同じエネルギーの一形態であるためである。一方で同じエネルギーでありながら熱と仕事には等価でない側面がある。巨視的な量の間に成り立つそうした関係は、膨大な実験を通じて確かめられてきた。そうして蓄積された知識を極めてシンプルな数学的体系にまとめあげることに成功したのが熱力学である。この講義では、初学者にとって体系の全貌が比較的つかみやすいスタイルとして、エントロピーを出発点として熱力学を演繹的に導いていくスタイルを採用する。ただし、熱力学の生物、物理、化学に関わる現象への応用を考え、分子論との繋がりについても配慮する。