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Formulas for IPhO 日本語版: Section 10 ​

Author:Anda Toshiki
Updated:a day ago
Words:613
Reading:3 min

10: 熱力学 ​

10.1: pV=wMRTp V=\frac{w}{M} R T ​

  1. pV=wMRTp V=\frac{w}{M} R T.

10.2: モルの気体の内部エネルギー ​

  1. 1 モルの気体の内部エネルギー: U=i2RTU=\frac{i}{2} R T [訳者注: 単 原子分子理想気体 i=3i=3, 二原子分子理想気体 i=5]i=5].

10.3: 標準状態 ​

  1. 標準状態での 1 モルの気体の体積は 22.4 L22.4 \mathrm{~L}.

10.4: 断熱過程 ​

  1. 断熱過程: 音速に比べて遅く, 熱の出入りがない. pVγ=p V^\gamma= const. (TVγ−1=\left(T V^{\gamma-1}=\right. const. )).

10.5: γ=Cp/Cv=(i+2)/i ​

  1. γ=cp/cv=(i+2)/i\gamma=c_p / c_v=(i+2) / i.

10.6: Boltzmann 分布 ​

  1. Boltzmann 分布 :

    ρ=ρ0e−Mgh/RT=ρ0e−U/kBT\rho=\rho_0 e^{-M g h / R T}=\rho_0 e^{-U / k_B T}

10.7: Maxwell 分布 ​

  1. Maxwell 分布(v の速さをもつ分子の数)

    訳者注

    位相空間で v\boldsymbol{v} と v+dv\boldsymbol{v}+\mathrm{d} \boldsymbol{v} の間にある分子の数の分布 であり,v の速さをもつ分子の数の分布とは異なる] ∝e−mv2/2kBT\propto e^{-m \boldsymbol{v}^2 / 2 k_B T}

10.8: 大気圧 ​

  1. 大気圧 : Δp≪p\Delta p \ll p ならば Δp=ρgΔh\Delta p=\rho g \Delta h.

10.9: 公式 ​

  1. p=13mnv2‾=nkBT(np=\frac{1}{3} m n \overline{v^2}=n k_B T(n は数密度 ),v2‾‾=), \sqrt{\overline{\overline{v^2}}}= 3kBT/m,ν=vnS\sqrt{3 k_B T / m}, \nu=v n S.

10.10: Carnot サイクル ​

  1. Carnot サイクル : 断熱過程 2 つと等温過程 2 つ. S−TS-T 座標を用いることにより η=(T1−T2)/T1\eta=\left(T_1-T_2\right) / T_1 を得る.

10.11: ヒートポンプ ​

  1. ヒートポンプ: Carnot サイクルの逆. η=T1T1−T2\eta=\frac{T_1}{T_1-T_2}.

10.12: エントロピー ​

  1. エントロピー :dS=dQ/T: \mathrm{d} S=\mathrm{d} Q / T.

10.13: 熱力学第一法則 ​

  1. 熱力学第一法則 : d′U=d′A+d′Q\mathrm{d}^{\prime} U=\mathrm{d}^{\prime} A+\mathrm{d}^{\prime} Q

10.14: 熱力学第二法則 ​

  1. 熱力学第二法則 : ΔS≥0\Delta S \geq 0 (また ηreal ≤ηCarnot )\left.\eta_{\text {real }} \leq \eta_{\text {Carnot }}\right).

10.15: 気体のする仕事 ​

  1. 気体のする仕事(ポイント 10 も参照):

    A=∫p dV, 断熱過程: A=i2Δ(pV)A=\int p \mathrm{~d} V, \quad \text { 断熱過程: } A=\frac{i}{2} \Delta(p V)

10.16: Dalton の法則 ​

  1. Dalton の法則: p=p= ∑pi\sum p_i

    訳者注

    理想気体のみ成立

10.17: 沸騰 ​

  1. 沸騰: 飽和蒸気の圧力 pv=p0.2p_v=p_0 .2 液の界面では pv1+pv2=p0p_{v 1}+p_{v 2}=p_0.

10.18: 熱流 ​

  1. 熱流: P=kSΔT/lP=k S \Delta T / l ( kk は熱伝導率). 直流回路に似て いる (P↔I,ΔT↔V,k↔1/ρ)(P \leftrightarrow I, \Delta T \leftrightarrow V, k \leftrightarrow 1 / \rho).

10.19: 熱容量 ​

  1. 熱容量 : Q=∫c(T)dTQ=\int c(T) \mathrm{d} T. 固体では低温で c∝T3c \propto T^3, 高温で c=3NkBc=3 N k_B (Dulong-Petit の法則. ここで NN は結晶中の原子数)

10.20: 表面張力 ​

  1. 表面張力 :

    U=Sσ,F=lσ,p=2σ/RU=S \sigma, F=l \sigma, p=2 \sigma / R

10.21: Stefan-Boltzmann の法則 (灰色体) ​

  1. Stefan-Boltzmann の法則 (灰色体) : P=εσAT4P=\varepsilon \sigma A T^4.

10.22: Wien の変位則 ​

  1. Wien の変位則: νmax⁡=AkBT/h(A≈\nu_{\max }=A k_B T / h(A \approx 2.8), λmax⁡=hc/A′kBT(A′≈5)\lambda_{\max }=h c / A^{\prime} k_B T\left(A^{\prime} \approx 5\right).