エントロピーについて
物体Aの熱容量をC、物体Bの熱容量を2C(Cは定数)とし、
最初の物体Aの温度は4T、物体Bの温度はT
この両物体を下界から熱的に遮断し、接触をさせると最終的に熱平衡状態になる。
このときの両物体の温度をTeとする。この過程を過程1とし、過程1におけるエントロピー変化⊿Sを求めることを考える。
(1)Teを求めよ
(2)両物体の始状態、終状態が過程1と同じになる準静的可逆過程として次の過程2を考える。
過程2
両物体を接触させず、物体Aを熱源(下界)に接触させ、熱源の温度を4TからTeまで準静的に変化させながら熱を奪い取る。物体Bも熱源に接触させ、熱源の温度をTからTeまで準静的に変化させながら熱を与える
この過程2における物体A、物体Bのそれぞれのエントロピー変化、及び、全体のエントロピー変化(物体A,Bのエントロピー変化の合計)を求めよ。
(3)過程2における全体のエントロピー変化が過程1の⊿Sに等しいことを言葉で簡潔に説明せよ。ただし、「状態量」という言葉を用いること
(4)過程1においてエントロピーは増大するか、減少するか、(2)の結果から判定せよ。また、その増減はなんという法則を整合しているか。その法則名およびその法則の内容を簡潔に述べよ。
これらの問題で、(1)、(2)は解けました
(1)Te = (4+1) / 2
(2)⊿S(A) = ∫[Ta~Te]δQ / T = ∫CdT / T = Clog(Te/Ta)
⊿S(B) = ∫[Tb~Te]δQ / T = ∫2CdT / T = 2Clog(Te/Tb)
⊿S(A)+⊿(B) = C ( log(Te/Ta) + 2log(Te/Tb) )
Teについては、正解している自信はないのですが……
(3)(4)がまったくわかりません。
解説をお願いします。
お礼
ありがとうございます。 dSなどで書かれた数式はあくまで理論なんですね 基本的な質問ですみませんでした。