例解 熱・統計力学演習

構成数 : 1枚

物理を学ぶ人のために

はじめに

1 温度と熱

1-1 経験温度

1-2 気体の法則

【コーヒーブレイク】実際の気体

1-3 熱量

1-4 熱と仕事

2 熱力学第1法則

2-1 エネルギーの保存

〔ワンポイント〕ボルツマン定数k

2-2 準静変化

〔ワンポイント〕P～Vの面積は仕事

2-3 比熱

2-4 気体の内部エネルギー

2-5 理想気体の断熱変化

3 熱力学第2法則

3-1 熱機関

3-2 不可逆な現象

【コーヒーブレイク】天才カルノー

3-3 熱力学第2法則

〔ワンポイント〕熱力学の特徴

3-4 可逆機関の効率と絶対温度

〔ワンポイント〕台風は熱機関?

3-5 エントロピー

〔ワンポイント〕エントロピーの計算

3-6 エントロピー増大の法則

〔ワンポイント〕エントロピーの性質

3-7 相平衡

【コーヒーブレイク】ギブス

3-8 熱力学的関係式の例

〔ワンポイント〕熱力学的正方形

4 気体と分子

4-1 気体の圧力

【コーヒーブレイク】ラジオメーター

4-2 理想気体の分子運動と温度

4-3 気体の比熱

4-4 気体の凝縮

【コーヒーブレイク】気体の液化

【コーヒーブレイク】マクスウェル

5 気体分子の分布確率

5-1 分子の分布

【コーヒーブレイク】ブラウン運動

5-2 スターリングの公式

〔ワンポイント〕log f(x)の極大,極小

5-3 最大確率の分布

5-4 分子の速度分布

〔ワンポイント〕速度分析

5-5 重力があるときの気体の分布

5-6 位相空間

6 統計力学

6-1 分子論的(微視的)な状態

〔ワンポイント〕電子のスピン

6-2 温度の与えられた体系

〔ワンポイント〕温度

6-3 温度の与えられた古典的な体系

〔ワンポイント〕温度と分子速度

6-4 エネルギー等分配の法則

〔ワンポイント〕2原子分子の比熱

〔ワンポイント〕個体の比熱

6-5 分配関数

〔ワンポイント〕N!で割ること

6-6 圧力

6-7 エントロピー

〔ワンポイント〕エントロピーと状態密度

〔ワンポイント〕ギブスのパラドックス

6-8 力学と確率

【コーヒーブレイク】ボルツマン

〔ワンポイント〕エントロピーとエネルギー

6-9 大きな分配関数

7 量子論的な体系

7-1 量子論的な状態

7-2 量子論的な体系

〔ワンポイント〕エネルギーの不連続性

7-3 固体の比熱

7-4 圧力とエントロピー

〔ワンポイント〕量子論的vs.古典的

〔ワンポイント〕等重率の原理

8 量子論的理想気体

8-1 熱放射

8-2 量子統計(1)

〔ワンポイント〕光の圧力

8-3 量子統計(2)

問題解答

索引