熱力学の４つの法則

熱力学の第０法則 ：　Ａ とＢ が熱平衡で、 Ｂ とＣ が熱平衡　ならば、 Ａ とＣ は熱平衡。
熱力学の第１法則 ：　エネルギー保存の法則。 熱とは熱エネルギー。
熱力学の第２法則 ：　永久機関は不可能。 エントロピー増大の法則。
　　　　　　　　　　　　　　熱エネルギーは、 温度の高い方から低い方へと伝わる。
熱力学の第３法則 ：　絶対最低温度がある。 そこではエントロピーは である。

　熱力学の記号

　　　：　内部エネルギー　
　　　：　熱エネルギー　
　　 ：　仕事　
　　　：　圧力　
　　　：　体積　
　　　：　温度　
　　　：　アボガドロ定数　　１モルあたりの分子数　　
　　　：　気体定数　　
　　　：　ボルツマン定数　　　
　　 ：　定積モル比熱　　
　　 ：　定圧モル比熱　　
　　　：　比熱比
　　　　　　　　　
　　　：　モル　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　


　熱力学の公理を表す基礎方程式たち

　　　　　　（ ボイル・シャルルの法則 ）　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　 は 分子の個数、　 は 自由度、　 は アボガドロ数
　　　　　　　　したがって、
　　　　　　　　　　　単原子分子のとき ：
　　　　　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・
　　　　　　　　　　　２原子分子のとき ：
　　　　　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・



　熱力学の定理を表す方程式たち

　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　単原子分子のとき ：
　　　　　　　　　　　 ・ ・ ・ ・ ・
　　　　　２原子分子のとき ：
　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　　　（ マイヤーの法則 ）　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　　　　　断熱変化（ ） のとき、　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ ポアソンの法則 ）　　　　・ ・ ・ ・ ・


　定理を表す方程式たちの証明

　 より、
　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　 ，　 ，　 より、
　　　　　　　・ ・ ・ ・

　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・ ・

　 ，　 ，　 より、
　　　　
　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　 ，　 より、
　　　　　単原子分子のとき ：
　　　　　　　　　　　　 ・ ・ ・ ・ ・
　　　　　２原子分子のとき ：
　　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・

　マイヤーの法則 の証明
　　　　　 ，　 より、
　　　　　　　　　
　　　　　 より、
　　　　　　　　　
　　　　　ゆえに、
　　　　　　　　　

　ポアソンの法則 の証明
　　　　　　 より、　
　　　　　　　　　 のとき、　　　　・ ・ ・ ・ ・
　　　　　　 と より、
　　　　　　　　　　　　　・ ・ ・ ・ ・
　　　　　　 と を に代入して、
　　　　　　　　　　
　　　　　　この式に を代入して、
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　この式に を代入して、