エントロピーの問題2(もう一問わすれてました^^;
すいません、またとりあえず問題を写します。
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磁化Mをもつ、単位体積の磁性体に外部磁場Bを印加すると、dMだけ磁化が変化する時、外部磁場Bにより磁性体になされる仕事dWは体積変化が生じない場合
dw=-BdM
である従って、こうした磁性体に熱力学第一法則を適用すると、
dQ=dU-BdM
となる。ところで、磁性体の磁化Mはキュリーの法則
M=CB/T (C:磁性体により決まる定数)
の式に従って変化する。
a)今、常磁性体の内部エネルギーUがU=αT^4(a:正の定数)で表せるとしたとき、常磁性体の温度T_1,磁場B=0におけるエントロピーS(T_1,0)を求めよ。
ただし、熱力学第三法則よりT=0でS(0,0)=0とし、T=0からT=T_1への温度変化にたいして体積変化は無いものとする。
b)温度T_1で等温準静的にB=0からB=B_0まで磁場をかけていった時に発生する熱量-Qをもとめ、C、B_0、T_1で表せ。
C)その時のエントロピーの変化S(T_1,B_0)-S(T_1,0)を求めよ。
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この問題のつけたしで
d)次に断熱的に磁場をB=B_0からB=0に戻したとき、つまり断熱消磁した時に到達する温度T_2を、A、C、B_0、T_1で表せ。
というのがあるのですが、このやり方が皆目検討もつきません。
おそらく
「断熱的に」から
dQ= 0 = dU-BdM
としてU=αT^4を代入して、積分して・・・っといったかんじの作業をするようなきはするのですが、それをT_2とどうやって結びつければいいのでしょうか・・・
これもやり方だけでもいいのでよろしくお願いします!
お礼
ありがとうございます!やってみます。 熱力ってあまりいい本がなくて苦戦しています。助かりました。