「エネルギー保存の法則に反するから」 これが答えのひとつです。 力学的エネルギー保存の法則だけなら、これで正解です。 しかし、熱力学第一法則で内部エネルギーを導入し、熱がエネルギー移動の一形態であることを知りました。 こうなると話は別です 。 床にボールが落ちているとします。 周囲の空気の内部エネルギーが熱としてボールに伝わり、そのエネルギーでいきなり動き出す(運動エネルギーに変わる)としたらどうでしょうか? エネルギー保存則(熱力学第一法則)には反していません 。 これは、動いているボールが摩擦で止まる(ボールの運動エネルギーが摩擦熱という形で周囲に移ること)の反対です。 摩擦があってもエネルギー保存則が満たされるよう になったのですから、当然 逆の現象もエネルギー保存則を満たす のです。 ◆止まっている車がいきなりマッハの速度で動き出す。 ◆大きな石がいきなり飛び上がって大気圏を飛び出す。 何でもありです。 それに応じた量の熱が奪われて、回りの温度が下がれば帳尻が合ってしまいます。 仕方ありません。 内部エネルギーというどこにでもあるエネルギーと、特別なことをしなくても伝わる熱というエネルギー移動方法を導入した代償です。 ですから、これを防止する新しい法則が必要です。それがトムソンの定理(熱力学第二法則)なのです。 よく、 物事はエネルギーが低い状態に向かう などと言います。 これは間違いです。 熱力学第一法則ではエネルギーは必ず保存します。 エネルギーが低い状態というもの自体がありません。 物事が変化する方向はエネルギーで決まっているのではなく、熱力学第二法則で決まっているのです。 エネルギーの質 「目からうろこの熱力学」の最初の記事「 ところでエネルギーって何?省エネ時代の必須知識「熱力学」を知ろう! 」で、 エネルギーの消費とは 、エネルギーが無くなることではなく、 エ ネルギーの質が落ちて使えなくなること だと説明しました。 トムソンの法則で、その意味が少し見えてきます。 エネルギーは一度熱として伝わると、仕事として(完全には)取り出せなくなる のです。 これが、エネルギーの質の劣化です。 力学的エネルギー保存の法則では、エネルギーの定義は「仕事をする能力」でした。これでは「仕事として使えないエネルギー」というものはあり得ません。 「 ところでエネルギーって何?省エネ時代の必須知識「熱力学」を知ろう!
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超ざっくりまとめると熱力学第二法則とは 【超ざっくり熱力学第二法則の説明】 熱の移動は「温度の高い方」から「温度の低い方」へと移動するのが自然。 その逆は起こらない。 熱をすべて仕事に変換するエンジンは作れない。 というようにまとめることができます。 カマキリ この2つを覚えておけば何とかなるでしょう! 少々言葉足らずなところがありますが、日常生活に置き換えて理解するのには余計な言葉を付けると逆にわからなくなってしまいますので、まあ良いでしょう。 (よく「ほかに何も変化を残さずに・・・」という表現がかかれているのですが、最初は何言ってるのかわかりませんでした・・・そのあたりも解説を付けたいと思います。) ここまでで何となく理解したって思ってもらえればOKです。 これより先は少々込み入った話になりますが、 上記の2つの質問 に立ち返って読んでもらえればと思います('ω') なぜ、熱力学第二法則が必要なのか? 熱力学は「平衡状態」から「別の平衡状態」への変化を記述する学問であります。 熱力学第一法則だけで十分ではないかと思うかもしれませんが、 熱力学第一法則を満たしていても(エネルギーが保存していても)、 何から何への変化が自然に起こるのか? 自然界でその変化は起こるのか、起こらないのか? その区別をしてくれるものではなりません。 これらの区別を与える基準になる法則が、 熱力学第二法則 なのです。 カマキリ こんな定性的じゃなくて、定量的に表現してくれよ!! そう思ったときに登場するのが、 エントロピー です! エントロピーという名前は、専門用語すぎるにも関わらず結構知られている概念です。 「その変化は自然に起こるのかどうか・・・?」を定量的に表現するための エントロピー という量です。 エントロピーは、「不可逆性の度合」「乱雑さの度合い」など実にわかりにくい意味合いで説明されていますが、 エントロピーは個人的には「その変化は自然に起こるのかどうか・・・? 」を評価してくれる量であるのが熱力学でのエントロピーの意味だと思っています。 エントロピーについて話し始めるとそれだけで長くなりそうなのでここでは、割愛します_(. _. カルノーの定理 (熱力学) - Wikipedia. )_ 勉強が進んだら記事にします! エントロピーの話はさておき、 「自然に起こる状態」というのを表現するのに、何を原理として認めてやるのが良いのか?
「それはできる!」と言って、「ほらできた!」というのは形にできますが、 「それはできない!」と言って、どうやって証明しようかって思うのがふつうです。 熱を捨てないと絶対に周期運動する熱機関を作れないって言ってくれると諦めがつきますよね。 いや、本当はできるかもしれませんが、過去の先人たちが何をやっても実現しなかったので「諦めて原理にしやったよ_(. 「熱効率」と熱力学第二法則の関係を理系ライターが解説 - Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン. )_」って話なのかもしれませんが、理論とはそんなものです(笑) 「何かを認めてる。そして、認めたものから何を予測できるか?」 という姿勢がとても重要で、トムソンの法則というものを認めてしまっているのです。 熱だけでどれだけ仕事量を増やそうとしても、無理なものは無理ってきっぱり言ってくれているので清々しいです('◇')ゞ きっぱり諦めて認めよう!! 第二種永久機関は存在しない 第二種があるなら、第一種があるものですよね。 第一種永久機関 というのは、 「無のエネルギーから永久に外部に仕事をしてくれる装置」 のことです。 もう、 見るからにエネルギー保存則に反していて不可能 であることはわかりますが、第二種永久機関はどうでしょうか? まずは、 第二種永久機関の定義 についてです。 第二種永久機関 「一つの熱源から正の熱を受け取り、これを全て仕事に変える以外に、他に何の痕跡も残さないような機関」 このような機関は実現できないよってことです。 正の熱を与えてくれる熱源ばっかりで、それを全部仕事に変えることはできないってことです。 これも、熱と仕事は等価な価値を持っていないというのと同じです。 第二種永久機関はできそうでできない・・・・ 例えば まわりの環境はとても大きいので、熱源からの熱量を全て仕事に変えることができたとしても、元の状態に戻すためには必ず熱を逃がさないといけないと先ほど言いましたが、まわりの環境が膨大なので逃がした熱は周りの環境になじんでしまってまた逃がしたつもりでも逃がしてないのと同じなので、また膨大な環境による熱源から熱をもらえば半永久的に仕事を行える・・・・ ように見えるが、これが効率\(\eta=\frac{W}{Q}=1\)になっていないので、できそうでできていないという事になります。 なぜ効率\(\eta=\frac{W}{Q}=1\)にならないのか?
こんにちは( @t_kun_kamakiri)。 本記事では、 熱力学第二法則 というのを話していきます。 ひつじさん 熱力学第二法則ってなんですか? タイトルの通り「わかりやすく」と自身のハードルを上げているのですが、 わかりやすいかどうかは日常生活に置き換えてイメージできるかどうかにかかっている と思っています。 熱力学第二法則と言ってもそれに関連する法則はいくつもの表現がされています。 少し列挙しておきましょう! ( 7つ列挙!! ) クラウジウスの原理 トムソンの原理(ケルビンの原理) カルノーの原理 第二種永久機関は存在しない 熱と仕事は非対称 クラウジウスの不等式 エントロピー増大則 全部は説明しきれないので、本記事では以下の内容に絞って書いていきます。 本記事の内容 クラウジウスの原理 トムソンの原理(ケルビンの原理) カルノーの原理 第二種永久機関は存在しない 熱と仕事は非対称 の解説をします(^^♪ 関連する法則が7つ あったり・・・ 結局何を覚えておくのが良いのかわかりずらいもの熱力学第二法則の特徴のひとつです。 ご安心を(^^)/ 全部、同値な法則なのです。 まずは、熱力学第二法則を理解する2つの質問を用意しましたので、そちらに答えるところから始めよう! 「熱力学第二法則」を理解するための2つの質問 以下の2つの質問に答えることができたら、 熱力学第二法則を理解したと言っても良いでしょう (^^)/ カマキリ 次の2つの質問に答えれたらOKです。 【質問1】 湯たんぽにお湯を入れます。 その湯たんぽを放置しているとどうなりますか? 自然に起こるのはどちらですか? 【正解】 だんだん冷めてくる('ω')ノ 【解説】 熱量は熱いものから冷たいものへ移動するのが自然に起こる! (その逆はない) このように、誰もが感覚的に知っているように 「熱は温度が高いものから低いものへ移動する」 という現象が、熱力学第二法則です。 熱の移動の方向を示している法則 なのです。 【質問2】 熱量の全てを仕事に変えるようなサイクルは作ることができるのか? 【正解】 できない。 【解説】 \(\eta=\frac{W}{Q_2}=1\)は無理という事です。 どんなに工夫をしても、熱の全てを仕事に変えるようなサイクルは実現できないということが明白になっています。 こちらも 熱力学第二法則 です。 現代の電力発電所でも効率は40%程度と言われています。 熱量を加えてそれをすべて仕事に変えることができたら、車社会においてめちゃくちゃ効率の良いエンジンができますよね。 車のエンジンでも瞬間的に温度が3300K以上となって、1400Kあたりで排出すると言われていますので効率は理療上でも50%程度・・・・しかし、現実には設計限界などがあって、25%程度になるそうです。 熱エネルギーと仕事エネルギー・・・同じエネルギーでも、 「 仕事をすべて熱に変えることができる・・・」 が、 「熱をすべて仕事に変えることはできない」 という法則も熱力学第二法則です。 エネルギーの質についての法則 なのです!
フクロウ君 ・新車にはこだわらないからもっと安い"中古車"でリースはできないの? このような疑問にお応えします。 この記事を書いているボクは元ディーラー販売員で、現在は海風そよぐ小さな街でクルマ屋を営んでいます。現在では各社カーリース商品を販売しています。ボク自身もカーリースユーザーですので、これからカーリースを始めたい方はぜひ参考にしてください。 今回は新車カーリースよりも "なるべく値段を抑えたい方" や "納車を早めたい方" に、新しい選択肢として注目される おすすめの中古車リース をご紹介します。 おすすめの中古車リースはカーリースオンラインの「ワンプライス中古車リース」の1択! おすすめの中古車リースはオリックスの「ワンプライス中古車リース」の一択です。 そもそも中古車リース会社の競合相手に、オリックスほどの大量の車両在庫を持てる企業が他にないこと。 それに加え「リースで」となると実際、オリックスの一強間は否めません。オリックスといえば、カーリースもレンタカーもトップクラスの企業だからです。 他にも中古車リースはないことはありませんが、現在おすすめできる中古車リースははっきり言ってオリックスのみです。 安心と信頼のオリックスブランド その理由は、オリックスには安心と信頼のブランド力があるためです。 さすがとしか言いようがありませんが、全車に第三者機関の検査員のプロが車両検査を実施していて、厳しい商品基準をクリアした「安心」と「信頼」の中古車だけを届けています。 1. 自社管理車両なので、メンテナンスや使用履歴が明確! 提供される車両はオリックスで管理・使用していたリースやレンタカー車両がほとんどなので 使用履歴がハッキリとしています。 さらに、リースやレンタカー車両は定期的に整備・点検等のメンテナンスをされており、グッドコンディションな車両です! ポイント オリックスグループはカーリースやレンタカーでトップクラスの企業なので日本全国に大量のクルマを持っています 2. ≪公式≫オリックス自動車のカーリース【個人のお客さま】｜カーリース・オンライン. 全車両に厳しい車両検査を実施!独自の基準を満たす車両のみを提供している! ワンプライス中古車リースでは、年式、走行距離数、修復歴の有無、外装・内装の状態など 第三者機関のプロの検査員が検査を実施。 基準をクリアした車両だけを提供しています。契約前にはなんと、車両状態がひと目でわかる 車両カルテ「車両検査書」を確認することができます。 3.
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