Shinshu Univ., Physical Chemistry Lab., Adsorption Group, 教科書(p.670)には、「系の大きさに比例するのが示量性変数(extensive variable)」、「系の大きさに比例しないのが示強性変数(intensive variable)」、とあります。, 本質的には、よく出てくる熱力学量の中では 圧力 P と温度 T のみが示強性変数だと考えてよいと思います。, 体積 V とか 熱容量 CP とかは 示量性の量です。これらの示量性の量を、系の物質量(モル量)で割ることで「1 mol あたりの量」、 熱力学とは何か 2. 0000008656 00000 n &=0 \end{align}であった., 一方で,今考えている断熱操作ではエネルギー保存則(4.20)から 0000043863 00000 n &=S(T;X) \\ 0000001728 00000 n や仕事. 0000202494 00000 n - Q_\mathrm{max}(T;X_1\to X_2) 熱力学を勉強していると、熱力学的な平衡状態にあるときの系の状態は、互いに独立は状態量の組(状態変数)によって決まっているという書き方をされている解説が多いです。, この記事を読み終わる頃には「示量変数、示強変数、相加性」が区別できて、明確に違いを認識した上で熱力学を学習できるはずです。, 熱力学的な平衡状態にあるときの系の状態は、互いに独立は状態量の組(状態変数)で書けます。, 熱力学的な状態とは「今、なんかあったかい感じ・・・・」みたいなふわっとしたものではなく、「温度は10℃!」「圧力は110kPa」「体積は20L」などビシッと熱力学で決められた量で表現できる状態のことを言います。, これらの状態量が互いに独立に変化するものではなく、状態量には一定の関係性というのがあります。(追々、熱力学の記事を書きながら紹介していきます)。, 均一で単成分な物質を例にとると、独立に変化する状態量は2つだけなので、状態量を2つ決めてしまえば残りの状態量は全て定まってしまいます(後半に事例を紹介します)。, だから熱力学を勉強したであれば、あまり深く考えず(多成分や不均一な系などは考えることがないので)、今考えている系に対してはどの2変数を使うと考えやすいかな?・・・, ここで、本題に入っていくのですが、上に挙げた状態量は「示量性」「示強性」のどの性質を持っているかのでしょうか?, こちらの書籍にあるように、状態量の「示量性」「示強性」は熱力学では本質的な違いがあります。 熱を考えると示強変数である温度で熱力学の話を進める場合が多いのですが、それでは「3重点で破綻」します。, — カマキリ@物理ブログ書いている (@t_kun_kamakiri) 2020年3月12日, 熱力学では「相加変数(示量変数)だけを基本的な変数」とする姿勢で話を進めるのが自然である・・・とされていますが、, 詳しくは述べることができないですが、状態量の「示量性」「示強性」の区別くらいはしておきましょう・・・・というのが本記事の内容です。, 相加性というのは、マクロな物理量(適当な状態量を\(X\)とおく)が、複数の容器に分割された際の一つの部屋の物理量\(X_{i}\)が以下のように書ける場合のことを言います。, 任意の実数\(\lambda\)に対して、系全体を\(\lambda\)倍すると同じように\(\lambda\)倍される量を示量的と言います。, マクロな状態量\(X\)を「\(\lambda\)分の1」の部分系の状態量\(X_{i}\)との関係を考えます。, 例えば、全体の体積\(V\)に対して部屋を\(\lambda\)分割した際の一つの部屋の体積\(V_{i}\)に対して以下が性質する場合、状態量は示量性があると言います。, しかし、不均一の場合(例えば密度が空間的に一定ではない場合に)相加性が成立していても、示量性が成り立つとは限りません。, この時、物質量(粒子数)に対して相加性はあっても示量性となっているわけではありません。, 熱力学のほとんどの内容は、均一の場合を扱うので「相加性と示量性」を区別して考えることが少ないですが、念のために相加性と示量性は違うということを認識しておきましょう。, 簡単に言ってしまえば、全体の体積\(V\)に対する状態量と部屋を\(\lambda\)分割した際の一つの部屋に対する状態量は同じであるという意味です。, 示量変数と違って、示強変数は部分系(1ひとつの部屋)を定数倍したからといって系全体が定数倍されるわけではありません。, 温度\(T\)の容器を6分割したからって温度\(\frac{T}{6}\)になるわけではないですし、温度\(T_{1}\)の気体と温度\(T_{2}\)の気体を混ぜたからと言って、\(T_{1}+T_{2}\)になるわけではないです。, 均一で単成分な物質を例にとると、独立に変化する状態量は2つだけなので状態量を2つ決めてしまえば残りの状態量は全て定まってしまいます。, 体積\(V\)は示量変数なので、比体積として\(v=\frac{V}{n}\)とおきます。, そうすると変数は\(p,v,T\)の3つですが状態方程式という式が1つあるために、熱力学的な状態を定めようと思ったら3つの変数のうちのどれか2つが分かればよいというのがわかります。, このように熱力学では「圧力、温度、体積、内部エネルギー、エントロピー、エンタルピー」などいろいろな状態量が出てきますが、結局それらは互いに独立ではなく一定の関係性をもっているのです。. 0000065085 00000 n &U(T;X_1)-U(T;X_2) \\ 示強性(しきょうせい)とは。意味や解説、類語。物質や場で、系の状態を表す状態量が、系の大きさに依らない性質。温度や圧力のように、系の大きさが2倍、3倍になっても、状態量が変わらない性質のことを指す。また、このような状態量を示強変数という。⇔示量性。 - goo国語辞 … (ちなみに U、S ともに「示量性」です。それぞれ、モル当たりの量  モル内部エネルギー , モルエントロピー という量も定義され、これらの「モル~」は示強性の量となります。). 0000010001 00000 n 平衡状態の記述 3. &\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad 示量性 (しりょうせい、 extensive property) と示強性(しきょうせい、 intensive property )は状態量の性質の一つである。 示量性を持つか示強性を持つかにより、状態量すなわち状態変数は 示量変数 ( extensive variable ) と 示強変数 ( intensive variable ) の2種類に分けられる。 800 41 重要事実の列挙,ロジックの補完,気になった計算 'http':'https';if(!d.getElementById(id)){js=d.createElement(s);js.id=id;js.src=p+'://coconala.com/js/coconala_widget.js';fjs.parentNode.insertBefore(js,fjs);}}(document,'script','coconala-wjs'); (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); 大学学部レベルの物理の解説をします 大学初学者で物理にお困りの方にわかりやすく解説します。.

S(T^\prime;X^\prime) - S(T;X) POINT 示量性と示強性の定義. 示量性と示強性を用いた計算テクニック. 示量性関数の示量変数による導関数は示強変数になる. 記法は文献[1]に従います. 【関連記事】 【読書メモ】熱力学(田崎晴明) - Notes_JP 示量性 示強性 テクニック 参考文献 / 記事 示量性示量性 …