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2009年7月30日 (木)

熱力学第1法則

 今までのエアコンや熱機関の仕組みは、熱力学の第1法則に従っている。

 

1法則は、言ってみれば『エネルギー保存則』である。

 

1法則は、文章にすると

 

物体が外部に向かって仕事をし、また熱を放出すると、仕事と放出した熱エネルギー分だけ、物体の内部エネルギー(または物体の持つエネルギー)は減少する。

(仕事はエネルギーと同じで、外部に向かう仕事は外に向かって放出されるエネルギーである。)

 

あるいは逆に、物体に対して外部から仕事をし、また熱を供給すると物体の内部エネルギーはその分だけ増加する。

 

文章よりは式のほうが分かりやすいので式で表すと

 

内部エネルギーの減少分=外への仕事+放出熱エネルギー

内部エネルギーの増加分=外からの仕事+供給熱エネルギー

 

物体の内部エネルギーとは、熱力学では物体内部のエネルギー、すなわち物体の温度に起因するエネルギーである。

 

しかし、拡大解釈すればこの内部エネルギーとは物体の持つエネルギーで、物体の温度、位置エネルギー、運動エネルギー、電気エネルギー、相対論的エネルギーなどをひっくるめたものといっても良い。

 

結局、熱力学第1法則は物体が使ったエネルギーだけ、物体が持っていたエネルギーが減少する、すなわち「使ったエネルギー」と「使った後に持っているエネルギー」の総和は変化しないという、エネルギー保存則である。

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