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目次

第1章 出発に際しての準備 熱力学第0法則

  1.1 なれ親しんだ日常的概念から厳密な理解へ

  1.2 熱力学で考える「物質」

  1.3 熱力学で考える「系」

  1.4 熱平衡と熱力学第0法則

  1.5 状態量

  1.6 温度(その1):身近さとむずかしさと

  1.7 圧力

  章末問題

第2章 熱と仕事の共通性へ 熱力学第1法則(1)

  2.1 内部エネルギー

  2.2 仕事

  2.3 熱と仕事

  2.4 熱力学第1法則

  2.5 微小変化に対する熱力学第1法則

  2.6 熱容量:熱による温度変化にかかわる基本量

  2.7 熱力学における過程

  2.8 熱力学第1法則の成立まで

  2.9 仕事率

第3章 基本的な関係式と状態変化 熱力学第1法則(2)

  3.1 熱力学第2法則に向かう前に

  3.2 ボイル-シャルルの法則と理想気体

  3.3 温度(その2):理想気体温度

  3.4 理想気体の状態方程式

  3.5 状態量の間の関係と微分演算

  3.6 定積熱容量と定圧熱容量

  3.7 定圧変化を簡単に表現できるエンタルピー

  3.8 物質の圧縮と膨張

  3.9 理想気体における状態変化

第4章 熱の特殊性へ 熱力学第2法則(1)

  4.1 熱機関とサイクル

  4.2 永久機関は可能か?

  4.3 熱力学の世界が大きく動いた1850年前後

  4.4 カルノーの原理

  4.5 カルノー熱機関,カルノー・サイクル(理想気体の場合)

  4.6 熱力学第1法則と相補う熱力学第2法則の確立

  コラム:熱力学第2法則の2つの表現を原文(英文)で

  コラム:身近な圧縮式熱機器

  4.7 温度(その3):熱力学的温度

第5章 エントロピーの導入と変化の方向 熱力学第2法則(2)

  5.1 熱力学第2法則の数学的表現に向けて

  5.2 カルノー・サイクルから一般の可逆サイクルと非可逆サイクルへ

  5.3 新たな状態量としてエントロピーの導入

  5.4 T-S図上での状態量の変化

  5.5 エントロピーによる熱力学第2法則の定式化

  5.6 理想気体におけるエントロピー

  5.7 非可逆過程におけるエントロピー変化の例

  章末問題

第6章 自由エネルギーの導入と平衡 熱力学第2法則(3)

  6.1 エントロピーを出発点に位置づけた熱力学の展開

  6.2 ルジャンドル変換と4種類のエネルギー(熱力学関数)

  6.3 定圧変化におけるエンタルピーと等温変化における自由エネルギー

  6.4 マクスウェルの関係式

  6.5 マクスウェルの関係式の応用:エネルギーの方程式と熱容量

  6.6 熱力学第2法則から導かれる自由エネルギーと平衡の関係

  章末問題

第7章 気体-液体間の連続的変化 共通的な特性と一元的な状態方程式

  7.1 諸物質の特性

  コラム:工学分野での専門用語

  7.2 内部エネルギーあるいはエンタルピーが一定の場合の気体の変化

  7.3 気体と液体を一元的に表すファン・デル・ワールスの状態方程式

  章末問題

第8章 相平衡と相変化 気体-液体-固体の状態を決める基本原理

  8.1 熱力学法則・諸関係式の普遍性と物質の状態方程式

  8.2 相の平衡

  8.3 化学ポテンシャル/ギブズの自由エネルギーの性質と物質のp‐T図

  8.4 クラペイロン-クラウジウスの式

  8.5 熱力学を身近な現象に適用してみよう-登山に関する熱力学

  章末問題

付録A ファン・デル・ワールスの状態方程式に関する補足

  A.1 ファン・デル・ワールスの状態方程式とギブズの自由エネルギー

  A.2 ファン・デル・ワールスの状態方程式とヘルムホルツの自由エネルギー

  A.3 ファン・デル・ワールスの状態方程式における準安定状態

  A.4 熱力学関数の性質とル・シャトリエの原理

付録B よく用いる関係式

  B.1 全微分と偏微分に関する式

  B.2 熱力学第1法則に関する式

  B.3 4つの熱力学関数に関する式

  B.4 理想気体に関する式

付録C 物質の性質に関するデータ

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