熱学は、と熱に関係する現象の研究に特化したです。温度計、熱伝達の形態、熱膨張、ガスの挙動、および熱機械は、この分野で研究される主なトピックの一部です。
熱学を勉強するときによくある間違いがいくつかあります。最も一般的な 3 つを参照してください。
1. 熱と温度は同じものではありません
一般に、熱と温度は同義語として扱われます。これらの概念の間には関係がありますが、定義はまったく異なります。
温度は物体の分子の撹拌の程度の尺度であり、物質が熱いか冷たいかを示すのに役立ちます。時間の経過とともに、いくつかの温度スケールが作成され、現在、世界中で 3 つの温度スケールが使用されています。
摂氏スケールは日常生活で最もよく使用されます。華氏スケールは英語圏の国で一般に採用されています。ケルビン スケールは科学界でのみ使用され、分子の撹拌が理論的に停止する温度 (-273.15 °C) である絶対零度に基づいて構築されました。
熱は、温度の高い物体と温度の低い物体の間を移動する熱エネルギーです。 2 つの物体間の温度が異なる限り、2 つの物体間には熱流のみが存在します。温度が等しくなった瞬間に熱平衡に達し、熱の流れが止まります。
熱は、伝導、対流、および熱放射のプロセスを通じて、ある物体から別の物体に流れることができます。
2. 温度変化と温度変化の測定
温度スケール間の変換式を使用すると、さまざまなスケールで温度値を計算できます。それぞれの温度は融点と沸点の決定された値を使用して構築されているため、変換式を使用すると、あるスケールの温度値を別のスケールの対応する値に変換できます。
上記の方程式を使用すると、30 °C の温度値が 86 °F および 303 K に対応することがわかります。これら 3 つの値は同じ分子撹拌を表し、異なる温度スケールで書かれているだけです。
摂氏とケルビンは 100 間隔なので、摂氏スケールです。したがって、摂氏で記録された温度変化はケルビンで記録された変化とまったく同じです。 30°C (303K) から 50°C (323K) への上昇を想像してください。両方のスケールで経験された変動はちょうど 20°でした。
華氏スケールには 180 の間隔 (212 – 32 = 180) があるため、このスケールで経験される変動は摂氏やケルビンで発生する変動とは異なります。次の式は、温度計の温度変化を決定します。
上記の式は、各スケールが経験する温度変化を決定するため、スケール間の変換には使用しないでください。
3. どの汎用気体定数を使用する必要がありますか?
気体の研究では、クラペイロン方程式は、気体を特徴付ける状態変数間の一定の関係を示します。
気体を研究するためのこの重要な方程式の要素を理解します。
P =圧力;
V =ボリューム;
N =モル数。
R =ユニバーサル気体定数。
T =温度。
ユニバーサル気体定数には 3 つの値が考えられます。
上記の 3 つの値は同じ定数を表し、それぞれの場合に採用される圧力、体積、温度の測定単位に従って使用する必要があります。定数の値を使用して演習を解く前に、状態変数の測定単位が普遍気体定数の値を決定する単位に対応しているかどうかを確認する必要があります。