気体のエネルギーと状態変化
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気体分子が運動する様子です。
分子の運動エネルギーは、気体の絶対温度に比例します。
気体の圧力は、粒子が壁に衝突したことによる圧力の総和です。
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容器の中で、加熱・冷却された気体分子が運動する様子です。
微視的な説明
熱源に触れた分子は、運動エネルギーが変化します。
結果として、気体の温度が変化します。
巨視的な説明
気体が仕事をしないので、熱力学第一法則より、
気体が吸収した熱量はすべて内部エネルギーの上昇に使われます。
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断熱容器の中で、圧縮・膨張された気体分子の様子です。
微視的な説明
壁から受ける仕事によって、分子の運動エネルギーが変化します。
巨視的な説明
熱力学第一法則より、気体がされた仕事は全て内部エネルギーの変化に使われます。
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気体分子が真空の部屋に拡がる様子です。
微視的な説明
気体分子が拡散しても、分子の運動エネルギーは変化しません。
巨視的な説明
気体がする仕事が0で、熱の出入りもないため、
熱力学第一法則より、内部エネルギーの変化も0で、気体の温度は変わりません。
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２種類の気体が混合する様子です。
気体分子が混合しても、各分子の運動エネルギーは変化しません。
化学の「分圧の法則」でも出てくる図です。
気体の圧力は、粒子が壁に衝突したことによる圧力の総和なので、
両気体の圧力の和が、混合気体の全圧になります。
