( 全体 ) 年 1 月 8 日,2017/1/8 戸田昭彦 ( 参考 1G) 温度計の種類 1 次温度計 : 熱力学温度そのものの測定が可能な温度計 どれも熱エネルギー k B T を

Similar documents
Microsoft Word - 中村工大連携教材(最終 ).doc

Microsoft PowerPoint _量子力学短大.pptx

交流 のための三角関数 1. 次の変数 t についての関数を微分しなさい ただし A および ω は定数とする 1 f(t) = sin t 2 f(t) = A sin t 3 f(t) = A sinωt 4 f(t) = A cosωt 2. 次の変数 t についての関数を積分しなさい ただし

Hanako-公式集力学熱編.jhd

Microsoft Word

<4D F736F F F696E74202D2094BC93B191CC82CC D B322E >

Microsoft PowerPoint - 熱力学Ⅱ2FreeEnergy2012HP.ppt [互換モード]

ÿþŸb8bn0irt

物理学 II( 熱力学 ) 期末試験問題 (2) 問 (2) : 以下のカルノーサイクルの p V 線図に関して以下の問題に答えなさい. (a) "! (a) p V 線図の各過程 ( ) の名称とそのと (& きの仕事 W の面積を図示せよ. # " %&! (' $! #! " $ %'!!!

多次元レーザー分光で探る凝縮分子系の超高速動力学

ポリトロープ、対流と輻射、時間尺度

Microsoft Word - note02.doc

ÿþŸb8bn0irt

2009 年 11 月 16 日版 ( 久家 ) 遠地 P 波の変位波形の作成 遠地 P 波の変位波形 ( 変位の時間関数 ) は 波線理論をもとに P U () t = S()* t E()* t P() t で近似的に計算できる * は畳み込み積分 (convolution) を表す ( 付録

プランクの公式と量子化

07 年度センター試験物理 問 5 ウ 気温が低くなるほど音速は遅くなるので, 上空より地表のほうが音速は遅い エ 地表から斜め上方に出た音波は, 屈折の法則より音速が大きいと屈折角も大きくなるの で, 大きく地表に向かって曲がっていく したがって, 遠くの地表面上に届きやすくなる ( 答 ) 5

CERT化学2013前期_問題

領域シンポ発表

スライド 1

物性物理学 I( 平山 ) 補足資料 No.6 ( 量子ポイントコンタクト ) 右図のように 2つ物質が非常に小さな接点を介して接触している状況を考えましょう 物質中の電子の平均自由行程に比べて 接点のサイズが非常に小さな場合 この接点を量子ポイントコンタクトと呼ぶことがあります この系で左右の2つ

PowerPoint Presentation

(Microsoft PowerPoint _4_25.ppt [\214\335\212\267\203\202\201[\203h])

気体の性質-理想気体と状態方程式 

Microsoft PowerPoint - C03-1_ThermoDyn2015_v1.ppt [互換モード]

Microsoft PowerPoint - 1章 [互換モード]

大阪大学物理 8 を解いてみた Ⅱ. 問 ( g cosq a sin q ) m - 台 B 上の観測者から見ると, 小物体は, 斜面からの垂直抗力 N, 小物体の重力 mg, 水平左向きの慣性力 ma を受け, 台 B の斜面と平行な向きに運動する したがって, 小物体は台 B の斜面に垂直な方

Microsoft Word - ultrasonic_2010.doc

PowerPoint プレゼンテーション

木村の物理小ネタ 単振動と単振動の力学的エネルギー 1. 弾性力と単振動 弾性力も単振動も力は F = -Kx の形で表されるが, x = 0 の位置は, 弾性力の場合, 弾性体の自然状態の位置 単振動の場合, 振動する物体に働く力のつり合

diode_revise

ニュートン重力理論.pptx

パソコンシミュレータの現状

2 図微小要素の流体の流入出 方向の断面の流体の流入出の収支断面 Ⅰ から微小要素に流入出する流体の流量 Q 断面 Ⅰ は 以下のように定式化できる Q 断面 Ⅰ 流量 密度 流速 断面 Ⅰ の面積 微小要素の断面 Ⅰ から だけ移動した断面 Ⅱ を流入出する流体の流量 Q 断面 Ⅱ は以下のように

Microsoft PowerPoint EM2_3.ppt

Taro-ChemTherm06.jtd

Q

MT2-Slides-08.pptx

スライド 1

高校電磁気学 ~ 電磁誘導編 ~ 問題演習

応用数学Ⅱ 偏微分方程式(2) 波動方程式(12/13)

Microsoft Word - EM_EHD_2010.doc

木村の理論化学小ネタ 理想気体と実在気体 A. 標準状態における気体 1mol の体積 標準状態における気体 1mol の体積は気体の種類に関係なく 22.4L のはずである しかし, 実際には, その体積が 22.4L より明らかに小さい

PowerPoint プレゼンテーション

<4D F736F F D20824F B CC92E8979D814696CA90CF95AA82C691CC90CF95AA2E646F63>

Xamテスト作成用テンプレート

輸送現象まとめファイル2017_01

スライド 1

Microsoft PowerPoint - semi_ppt07.ppt [互換モード]

スライド 1

例題 1 表は, 分圧 Pa, 温度 0 および 20 において, 水 1.00L に溶解する二酸化炭素と 窒素の物質量を表している 二酸化炭素窒素 mol mol mol mol 温度, 圧力, 体積を変えられる容器を用意し,

<4D F736F F D B4389F D985F F4B89DB91E88250>

B. モル濃度 速度定数と化学反応の速さ 1.1 段階反応 ( 単純反応 ): + I HI を例に H ヨウ化水素 HI が生成する速さ は,H と I のモル濃度をそれぞれ [ ], [ I ] [ H ] [ I ] に比例することが, 実験により, わかっている したがって, 比例定数を k

第1章 単 位

Microsoft PowerPoint - 第2回半導体工学

等温可逆膨張最大仕事 : 外界と力学的平衡を保って膨張するとき 系は最大の仕事をする完全気体を i から まで膨張させるときの仕事は dw d dw nr d, w nr ln i nr 1 dw d nr d i i nr (ln lni ) nr ln これは右図 ( テキスト p.45, 図

相対性理論入門 1 Lorentz 変換 光がどのような座標系に対しても同一の速さ c で進むことから導かれる座標の一次変換である. (x, y, z, t ) の座標系が (x, y, z, t) の座標系に対して x 軸方向に w の速度で進んでいる場合, 座標系が一次変換で関係づけられるとする

2. コンデンサー 極板面積 S m 2, 極板間隔 d m で, 極板間の誘電率が ε F/m の平行板コンデンサー 容量 C F は C = ( )(23) 容量 C のコンデンサーの極板間に電圧をかけたとき 蓄えられる電荷 Q C Q = ( )(24) 蓄えられる静電エネルギー U J U

物性物理学I_2.pptx

<4D F736F F D2097CD8A7793FC96E582BD82ED82DD8A E6318FCD2E646F63>

木村の物理小ネタ ケプラーの第 2 法則と角運動量保存則 A. 面積速度面積速度とは平面内に定点 O と動点 P があるとき, 定点 O と動点 P を結ぶ線分 OP( 動径 OP という) が単位時間に描く面積を 動点 P の定点 O に

Taro-F25理論 印刷原稿

s とは何か 2011 年 2 月 5 日目次へ戻る 1 正弦波の微分 y=v m sin ωt を時間 t で微分します V m は正弦波の最大値です 合成関数の微分法を用い y=v m sin u u=ωt と置きますと dy dt dy du du dt d du V m sin u d dt

Microsoft PowerPoint - semi_ppt07.ppt

平成20年度 神戸大学 大学院理学研究科 化学専攻 入学試験問題

Microsoft PowerPoint - H30パワエレ-3回.pptx


数値計算で学ぶ物理学 4 放物運動と惑星運動 地上のように下向きに重力がはたらいているような場においては 物体を投げると放物運動をする 一方 中心星のまわりの重力場中では 惑星は 円 だ円 放物線または双曲線を描きながら運動する ここでは 放物運動と惑星運動を 運動方程式を導出したうえで 数値シミュ

Microsoft Word - Chap17

伝熱学課題

Microsoft PowerPoint - 騒音セミナー第1日_配布用_ pptx

人間科学部研究年報平成 24 年 (1) (2) (3) (4) 式 (1) は, クーロン (Coulomb) の法則とも呼ばれる.ρは電荷密度を表し,ε 0 は真空の誘電率と呼ばれる定数である. 式 (2) は, 磁荷が存在しないことを表す式である. 式 (3) はファラデー (Faraday)

Microsoft Word - NumericalComputation.docx

PowerPoint プレゼンテーション

大阪大学 大学院理学研究科博士前期課程 ( 宇宙地球科学専攻 第 2 次募集 ) 入学試験問題小論文 (2013 年 10 月 26 日 11 時 00 分 ~12 時 30 分 ) 次の [1] から [5] までの 5 問のうちから 2 問を選択して解答せよ 各問には別の解答 用紙を用い 解答用

データ解析

Microsoft PowerPoint - meta_tomita.ppt

Microsoft PowerPoint - aep_1.ppt [互換モード]

PowerPoint プレゼンテーション

Microsoft PowerPoint - H21生物計算化学2.ppt

Microsoft PowerPoint pptx

線積分.indd

第1章 様々な運動

< F2D819A F90B696BD95A8979D89BB8A778169>

Microsoft PowerPoint - 複素数.pptx

ハートレー近似(Hartree aproximation)

解析力学B - 第11回: 正準変換

Microsoft PowerPoint - siryo7

Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments Energy Loss by Radiation : Bremsstrahlung 制動放射によるエネルギー損失は σ r 2 e = (e 2 mc 2 ) 2 で表される為

RLC 共振回路 概要 RLC 回路は, ラジオや通信工学, 発信器などに広く使われる. この回路の目的は, 特定の周波数のときに大きな電流を得ることである. 使い方には, 周波数を設定し外へ発する, 外部からの周波数に合わせて同調する, がある. このように, 周波数を扱うことから, 交流を考える

平面波

物理演習問題

小野測器レポート「振動の減衰をあらわす係数」

P.1 1. はじめに 加速器とは 電気を持った電子や陽子 または原子から電子をはぎ取ったイオンなどを荷電粒子といい そのような荷電粒子を電磁力によって加速する装置 をいいます 加速器は 物質や生命の謎を解き明かすとともに 新材料の開発 農作物の品種改良 医療への利用など わたくしたちの身近な分野で

論文の内容の要旨

F コンデンサーの静電容量高校物理において コンデンサーは合同な 2 枚の金属板を平行に並べたものである 電池を接続すると 電圧の高い方 (+ 極 ) に接続された金属板には正の電気量 Q(C) が 低い方には負の電気量 -Q(C) が蓄積される 正負の電気量の絶対値は等しい 蓄積された電気量 Q

Microsoft PowerPoint - 11MAY25

Microsoft Word - thesis.doc

ギリシャ文字の読み方を教えてください

剛体過去問解答例 2 1.1) 長さの棒の慣性モーメントは 公式より l I G = Ml /12 A 点のまわりは平行軸の定理より 2 2 I A = Ml /12 + M ( l / 2) = Ml 2 / 3 B y 2) 壁からの垂直抗力を R, 床からの垂直抗力と摩擦力を N,f とすると

基礎講座 (騒音・振動)

Transcription:

( 全体 htt://home.hiroshima-u.ac.j/atoda/thermodnamics/ 9 年 月 8 日,7//8 戸田昭彦 ( 参考 G 温度計の種類 次温度計 : 熱力学温度そのものの測定が可能な温度計 どれも熱エネルギー k T を単位として決められている 9 年 月 日 ( 世界計量記念日 から, 熱力学温度 T/K の定義も熱エネルギー k T/J に基づく. 定積気体温度計 一定体積に保たれた気体の圧力と熱力学温度との関係を用いる 例 理想気体の状態方程式 nt nn k T kt V V v A ただし, v は気体分子 個当たりの体積 定積気体 液体 定積気体 液体 T T htt://home.hiroshima-u.ac.j/atoda/igs/cvolumet.gif. 音響気体温度計 音速と熱力学温度との関係を用いる KS T NAkT kt 例 理想気体 ( V nt の音速 v ( ( ( ( M M m ただし, は比熱比 ( 単原子理想気体,M は気体の分子量, m は気体分子 個の質量 nm 密度 であり, また断熱変化では, V A( 定数 なので, V d( AV V T 体積弾性率 KS V ( S V AV v ( ( V dv nm M htt://home.hiroshima-u.ac.j/atoda/igs/.gif 圧 密度の粗密 / v ( K S / と同様な関係の例 : 間隔 で係数 kのバネでつながれた質量 mのおもりを伝わる縦波の速さ v [ k /( m / ] ただし, m / は, おもりの線密度 m k 以下の ( 参考 音波の速さ参照

. 熱雑音温度計 ( ジョンソンノイズ温度計 電子の熱運動に起因して抵抗体に生じる熱雑音の強度と熱力学温度との関係を用いる 抵抗 で発生する熱雑音電圧 V は, 周波数範囲 f 当たり, 次式のように表される V (4 k T f / ( 熱力学温度との関係の定性的な説明 図のような回路では, 熱雑音電圧 V によりキャパシタに電荷が蓄えられる 容量 C のキャパシタのエ ネルギーは C ( V / と表されるが, エネルギー等配分の法則により, meas 熱力学温度 T と以下のように関係づけられる k T E C ( V k T V ( C / meas meas V C Vmeas ( 参考 参照 4. 放射温度計物体の放射する電磁波の強さ ( エネルギー と熱力学温度との関係を用いる 8hc 温度 T の電磁波の分光エネルギー密度 u : u d d hc / k T e プランクの法則ただし, : 波長, c : 光速度, h : プランク定数 hc 温度 T の輻射のピーク波長 max : 4. 96 max k T k T ウィーンの変位則 8 温度 T の電磁波の全エネルギー密度 u : u u d ( kt T ( hc シュテファン ボルツマンの法則 max 4 4 u d /Jm - /nm 68 K 8 K 48 K K u d /Jm - - -4-6 -8 -. 6 K K K u max ( max - 4 6 8 4 6 8 4 6 8 /m 可視光 : 4-7 nm ( 参考 参照

次温度計 : 温度と共に変化する物理量について, 次温度計による目盛り付け ( 校正 をおこなうことで温度計として利用できるもの. 電気抵抗の温度変化物質中で電流に寄与する電荷を担う粒子をキャリアーという キャリアーの電荷 q, 密度 n, 易動度 とするとき, 抵抗 ( nq q v (a 金属抵抗温度計 ( 例 白金抵抗体 金属ではキャリアーは電子で, その数は室温付近ではあまり変化しない 原子の振動や金属中の不純物に電子が散乱されることにより生じる抵抗は温度の上昇と共に大きくなる ( 易動度 は温度の上 昇と共に低くなる 室温付近では, 抵抗は温度上昇と共にほぼ直線的に増加する [ ( t / ] t (b 半導体抵抗温度計 ( 例 サーミスタ 半導体ではキャリアーは電子や正孔で, その数 ( 密度 n は ex[ Q / k T ] に比例し, 温度の上昇と共 に増大する そこで抵抗は温度の上昇とともに指数関数的に減少する ここで, Q E g / は活性化 エネルギーと呼ばれ, E は価電子帯と伝導帯のエネルギーギャップ ( バンドギヤツプ である T ex[ Q / k T ] g 金属. t / o C. 半導体. t / 4. 熱電対温度計 異なる種類の金属線の両端をつなぎ両接点に温度差を与えると 起電力が生じる ( ゼーベック効果 そこで, 接点の一端 ( 冷接点 の温度が分かれば, 起電力の値から他端の温度が分かる 高温 V ( T 低温 V ( T 起電 V /mv 4 K 熱電対の起電力クロメルーアルメル冷接点 = 測温接点 冷接点 - 4 t / 8

( 参考 音波の速さ ( 音速 : 音波とは, 圧力と変位速度の振動が位相を揃えて伝播することでつくられる波動である 波の伝搬 : どのようにして, 振動が波として伝搬するのか? 図のように, 振動の勾配の正負が, 各点での振動の時間変化の正負 ( 成長 減衰 を決めるとき, 波動が伝搬する 下がり 成長 上がり 減衰 ( 例 連成バネにおける波の伝搬バネの力 と, 錘の速度 v, のの差 ( 勾配 が互いを強め ( 弱め 合うことで伝搬する波動 ニュートンの運動方程式 : dv m dt の力の差が, 錘の速度の時間変化をもたらす m フックの法則 : k( u u 両辺を時間で微分すると, d k ( v v dt の錘の速さの差が, 力の時間変化をもたらす u u ( 音波 圧力 と変位速度 v の振動がつくる波動 体積 V xzの微小立方体について, u 軸方向の変位を u, 変位の速さをv とする t v A Newtonの運動方程式 V A なので, t V v t 圧力勾配が変位速度の時間変化をもたらす V 断熱体積弾性率 K V V V K K u u V u V ua A V V u V u u v 時間微分することで, ( ( K V K t t t v K 変位速度の勾配が圧力の時間変化をもたらす t 4 x z V u u u V x z A : 密度 A

勾配 は, 各点での振動の時間変化 t と, 波動の伝搬速度 ( 音速 v の比でもある v v v v v ( ( v v ( v v v t ( t ( v K ( ( v ( ( v ( ( v v K v ( / また, 圧力 と変位速度 v の波動は位相を揃えて伝播することが, 以下のように示される v Acos[ t k] v として に代入すると, 位相差 が確認できる cos[ t k ] t なお,, から以下のように, 圧力と変位速度の振動は同じ波動方程式に従うことが分かる v v K v v K v ( ( ( ( K ( t t t t t v v K K ( K ( K ( K ( ( t t t t t 補 波動方程式一般解 u u ( v u(, t f( vt g( vt t f f( s f s vt で, ( v ( v t s 平面波の例 u Acos[ ( vt ] 補 圧力の振動により密度も振動する疎密波となる V ( V 一定 V V ln ln( ( V K K K ex[ ( ] K