熱力学―エントロピーを理解するために― 

書籍情報
シリーズ名フロー式 物理演習シリーズ 【8】巻
ISBN978-4-320-03507-2
判型A5 
ページ数224ページ
発行年月2013年09月
本体価格2,000円
熱力学 書影
熱力学

 本書は,大学で初めて熱力学を学ぶ学生のための演習書である。自習書としても講義の参考書としても適している。読者は,初等的な力学の知識と,高校や大学1年で学ぶ微積分の素養をもっていると想定している。各章冒頭の《内容のまとめ》を読み,例題と発展問題を解くことによって,熱力学の基礎が身につくだろう。論理的な流れを重視した構成になっているので,はじめから順番に問題を解いていくのが効果的だ。
 標準的な熱力学の教科書において,熱機関に関する「カルノーの定理」から「クラウジウスの不等式」を経て「エントロピー」を導入するまでの一連の議論は,初学者にはつまずきやすい箇所である。本書では,この部分に新しいアプローチを取り入れて,エントロピーがより理解しやすくなるように工夫している。また,エントロピーを扱う具体的な問題を多く用意しているので,エントロピーに慣れ親しむことができるだろう。さらに,熱力学をさまざまな問題に応用する際に必要な,偏導関数の書き換えの手順をフローチャートとしてまとめてあるので,式変形の森で迷子になる心配もない。熱力学の基礎が理解できて,計算力も身につく一冊である。

目次

1 状態方程式
例題1【物質量】
例題2【状態方程式】

2 偏微分と全微分
例題3【等温圧縮率・体膨張率・圧力係数】
例題4【微分公式】

3 熱
例題5【熱と熱容量】

4 第一法則
例題6【第一法則を支持する思考実験】
例題7【体積変化による仕事】
例題8【仕事と熱】

5 第一法則の応用
例題9【エネルギーとエンタルピー】
例題10【準静的過程における熱】
例題11【準静的過程】

6 理想気体
例題12【マイヤーの関係】
例題13【ポアソンの法則】

7 第二法則
例題14【理想気体のカルノー機関】
例題15【トムソンの原理】
例題16【カルノーの第一定理】

8 エントロピー
例題17【エントロピー】
例題18【単純理想気体のエントロピー】

9 熱力学の恒等式
例題19【ヘルムホルツの自由エネルギー】
例題20【偏導関数の書き換え】
例題21【ジュール・トムソン過程】

10 エントロピー増大の法則
例題22【エントロピー増大則】
例題23【最大仕事の定理】

11 平衡条件
例題24【エントロピー最大の原理】
例題25【平衡条件】
例題26【均質な平衡状態の安定性】

12 化学ポテンシャル
例題27【ギブス・デュエムの関係式】

13 相平衡
例題28【相平衡の条件】
例題29【クラペイロン・クラウジウスの式】
例題30【マクスウェルの等面積則】

A 付録
B 発展問題略解