熱応用技術の基礎 ①熱力学と用語の知識

サーマルテクノロジー

熱はエネルギーの(移動)形態の一つであり、事象を表したもの
熱量 熱という形態を通してエネルギーを量で表すもの
温度 熱を数値で表現するための物差(平均値で表す物理量)
熱運動 粒子の乱雑な回転・振動などによる運動エネルギーの総量
熱容量 ある物体(系)の温度を1K(1℃)上昇させるのに必要な熱量
比熱 (比熱容量)ある物質の単位当り(1g)の熱容量
顕熱 物体の温度を上げるために使われる熱
潜熱 物体の相(固相・液相・気相)を変えるために使われる熱
熱伝導 ある物体(系)の中を熱が移動する状態、高温から低温に移動すること
熱伝導率(熱伝導度) 熱伝導において、熱流束密度を温度勾配で割ったもの

(熱流束密度とは単位時間・単位面積を通過する熱量)

熱抵抗率 熱伝導率の逆数 熱の伝わりにくさ
熱機関 熱を仕事に変換する装置システム
熱効率 熱機関を働かすために、もらった熱量に対しての仕事の割合
熱力学 熱の移動に関係するエネルギーの出入りを扱う物理学

 

■熱力学の法則
・熱力学 第零法則

(温度は一意に定まる)

物体AとBとCがある温度にあるとき、 A=B、B=CならばA=Cであり、それぞれが熱平衡にあるという。
・熱力学 第一法則

(エネルギー保存則)

閉鎖された空間では外部との物質や熱、仕事のやり取りがない限り、熱エネルギーの総量に変化はない。  ⊿U = ⊿Q-⊿ W
・熱力学 第二法則

(不可逆変化である)

エネルギーを他の種類のエネルギーに変換する際、必ず一部分が熱エネルギーに変換される。熱は高い温度から低い温度に流れる。

 

■熱力学の記号・物理定数
略称 名称 単位記号 備考
絶対零度 ケルビン t〔℃〕とTの関係

T=t+273〔K〕

熱量 Q ジュール 1〔cal〕=4.2〔J〕
熱容量 ジュール毎ケルビン J/K
熱伝導率 λ ワット毎メートル・ケルビン W/(m・K)
比熱 ジュール毎キログラム・ケルビン J/(㎏・K) 水の比重=1〔cal/g・K〕表現もある