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目次

  • 序章 熱力学の普遍性とその歴史
  • 1章 熱平衡と「温度」の導入
    • 1.1 熱的現象とその定量化
    • 1.2 熱平衡と温度の導入
    • 1.3 非平衡状態と準安定平衡状態
    • 1.4 温度計と温度目盛
    • 1.5 状態量
    • 1.6 数学的準備
    • 1.7 単位系と次元
    • 問題1
  • 2章 状態方程式
    • 2.1 理想気体温度計による温度目盛
    • 2.2 理想気体の状態方程式
    • 2.3 一般的な状態方程式
    • 問題2
  • 3章 熱力学第1法則と「内部エネルギー」および「熱」の導入
    • 3.1 エネルギー保存原理の拡張
    • 3.2 ジュールの実験と内部エネルギーの導入
    • 3.3 熱力学第1法則と熱の導入
    • 3.4 内部エネルギーに関する気体分子運動論
    • 3.5 準静的過程による熱力学第1法則の定式化
    • 3.6 開いた系に対する熱力学第1法則
    • 3.7 気体の断熱自由膨張と内部エネルギーの体積依存性
    • 3.8 熱容量と熱容量を用いた熱力学第1法則の表現
    • 3.9 理想気体における比熱
    • 3.10 理想気体の状態変化
    • 問題3
  • 4章 熱力学第2法則と「エントロピー」の導入
    • 4.1 熱機関
    • 4.2 一般的なカルノーサイクルの実現
    • 4.3 トムソンの原理とクラウジウスの原理
    • 4.4 不可逆過程と可逆過程
    • 4.5 理想気体を用いたカルノーサイクルによる関係式の誘導
    • 4.6 クラウジウスの不等式とエントロピーの導入
    • 4.7 カルノーサイクルの熱効率
    • 4.8 熱力学温度の定義
    • 4.9 孤立系におけるエントロピー増大の原理
    • 4.10 不可逆過程の代表例
    • 4.11 エネルギー最小の原理
    • 4.12 エントロピーの統計力学的な意味
    • 4.13 熱力学第3法則(ネルンストの定理)
    • 問題4
  • 5章 熱機関および冷凍機・ヒートポンプのサイクル
    • 5.1 作動流体と熱源の温度
    • 5.2 熱機関の実用的なサイクル
    • 5.3 冷凍機・ヒートポンプのサイクル
    • 問題5
  • 6章 熱力学関数
    • 6.1 熱力学恒等式の導出
    • 6.2 ルジャンドル変換による熱力学関数の導入
    • 6.3 マクスウェルの関係式
    • 6.4 内部エネルギーの解釈とエネルギーの方程式
    • 6.5 各種エネルギーと有効仕事
    • 6.6 エクセルギー
    • 6.7 系の粒子数が変化する系
    • 6.8 気体以外の物質への熱力学の応用
    • 問題6
  • 7章 熱力学的系の平衡状態の安定性
    • 7.1 熱力学的系の変化の進む方向と平衡条件
    • 7.2 熱力学不等式
    • 7.3 熱力学的系の平衡状態の安定性とル・シャトリェの原理
    • 問題7
  • 8章 相転移と相平衡
    • 8.1 相転移
    • 8.2 相平衡条件
    • 8.3 共存曲線と三重点
    • 8.4 ファン・デル・ワールス気体の相変化
    • 8.5 クラペイロン−クラウジウスの式
    • 8.6 ギブズの相律
    • 8.7 混合のエントロピー
    • 問題8
  • 9章 化学反応と化学平衡
    • 9.1 総括反応と素反応
    • 9.2 実在気体の熱力学定数
    • 9.3 反応動力学
    • 9.4 化学反応の平衡条件
    • 9.5 化学反応の圧力および温度依存性
    • 問題9
  • 10章 不可逆過程の熱力学
    • 10.1 局所平衡の仮定
    • 10.2 不可逆過程の熱力学
    • 10.3 燃焼工学
    • 問題10