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物理基礎における熱の単元は、物質の状態変化と熱量保存の法則が大きなテーマです。その他にも可逆変化、不可逆変化、内部エネルギー、熱力学第一法則など、知識として知っておくべきことはあります。教科書のすみずみまで読みこみ、持っているのであれば図説にもしっかりと目を通しておきましょう。

熱とエネルギー

まず「熱(熱エネルギー)」と「温度」というものの概念、特に両者の区別を、教科書をよく読んで理解しましょう。現実では「熱」という言葉と「温度」という言葉はそれほど区別がされていないかと思われますが、物理では厳密な区別がなされています。まずはその区別をしっかりと行ないましょう。そしてそれに付随する「ブラウン運動」「熱運動」「セルシウス温度」「絶対温度」「熱平衡」などの用語の定義も理解しておきましょう。

次に、熱量保存の法則に関係する「熱量」「比熱」「熱容量」の定義を理解します。その際は単位に注意してください。これらの定義をしっかり理解したうえで、熱量保存の法則を理解しましょう。熱量保存の法則はエネルギー保存の法則の一部なので、力学的エネルギー保存則を理解したあとでは特に難しく感じることはないはずです。

熱量保存の法則の次は、物質の三態と状態変化についてです。ここでは各状態変化と潜熱についての理解が主になります。これらが終わったら、「内部エネルギー」「熱力学第一法則」「可逆変化・不可逆変化」「熱機関」「熱効率」などについて理解しましょう。これらには複雑な計算はありませんが、コジェネレーションなど実際の装置や事象などとの関連を意識することが大切です。