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マクスウェルの魔物について
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Ｗ．グライナー 著の量子力学概論を呼んでいます。 早くも黒体輻射セクションでつまづいているのですが，ちょっと ご教授いただきたいことがあります。 この本には以下のことが書かれています。 ``空洞内のどの場所においても放射輝度 J(ω, T)は光の進行方向 に依らない。また，輻射場は等方的であり空洞の形や壁の材質に 依らない。というのも，もしそうでないとしたら熱力学第二法則に 反するからである。つまり 放射輝度 J(ω, T)が他のどの方向より 大きくなるような方向があるならば，その方向と垂直に，壁と同じ 温度の小円盤を入れると小円盤の温度が上がることになってしまうが これは熱力学第二法則に矛盾している'' 私が困っているのは，小円盤の温度が上がることになってしまうのが， どうして熱力学第二法則と関係あるのかというとことです。これは 温度の低いところから高いところへ熱が移動しているという点で 熱力学第二法則に矛盾しているという説明でよいのでしょうか。 しかし，もともとは等温であったのですっきりと納得できません。 ご教授ください。
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課題の提出日が迫っているのでお願いします。 ソフトマターの問題で、マクスウェル模型とフォークとモデルについてです １．マクスウェル模型は、粘弾性流体に関するもっとも簡単なモデルの一つであり、粘性を表すダッシュポットと弾性的なばねを直列に並べたものであるばねの力学応答はフックの法則(弾性率E)で与えられ、ダッシュポットは粘性率ηのニュートン流体で記述できるとすると、マクスウェル模型は、 dε/dt=1/E・dσ/dt+σ/η と表される。クリープ・コンプライアンス測定では応力は一定であるが、この時の変形の時間依存性を求めて図示せよ。さらに、応力緩和測定では変形が一定であるが、この時の応力の時間依存性も求めて図示せよ。ここで、緩和時間τ₀=η/Eを導入し、これは定数と仮定してよい。 ２．フォークトモデルはバネとダッシュポトを並列につなげたものである。１の問題と同様に、クリープ・コンプライアンス測定における変形と応力緩和測定における応力を求めよ。
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先日、大学で熱力学の授業を履修しまして疑問に思ったので質問させていただきます。理系学生です。 シャルルの法則について、この法則が確かに成り立っているのか疑問に感じます。 まずシャルルの法則の式には温度Tが登場します。 実際に温度を測定するとき一番簡単なのは水銀温度計などを使うことだと思います。 しかし、温度計自体の仕組みとして、水銀・灯油などが温度によって膨張すること、つまりシャルルの法則を利用しているように思います。 さらに温度計の目盛りのふり方について、0℃と100℃の間を距離的に等分すれば、温度と体積が正比例するのは当たり前のように思います。 逆に例えば0℃と100℃の間の距離を対数的に分割してはいけない理由がわかりません。 このことについては授業でも、話が進めば熱力学的温度をちゃんと定義するから大丈夫だと言われました。 しかし、それについても疑問があります。 熱力学的温度は熱機関の熱効率考え定義されると習い、その理論自体はわかりました。 しかし、例えば熱機関の効率を計算するのには気体の状態方程式を利用しますよね。 ということは熱力学的温度の定義は状態方程式を内包しているように思うのです。 そのようにして熱力学的温度を定義して、それに従って温度計に目盛りをふったとして、その温度計でシャルルの法則を検証すれば、法則が成り立つのは当たり前ではないですか？ シャルルの法則を前提とした温度計を使ったからシャルルの法則が成り立ったのではないでしょうか？ シャルルの法則が成り立つと仮定したから、シャルルの法則は成り立つ、というようにこれはただのトートロジーではないですか？ 僕は温度が上昇するほど、理想気体の体積変化量は対数的に減少するといわれればそう思えなくもないと思います。 熱力学の分野で、熱力学的温度を持ち出さずにシャルルの法則を支持する事実や、シャルルの法則とは違った温度とそれ以外の物理量との関係式みたいなものがあるのでしょうか？ 詳しい方、教えてください。
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