こんにちは。Horyです。
今回の記事から熱力学に関して解説しようと思います。
この記事ではその第一歩として物理における熱力学の目的を解説しようと思います。
今回も頑張りましょう。
熱力学の目的
熱力学の目的を解説する前に力学の目的を解説します(物理は力学から始まったため)。
力学の目的は「物体にかかる力を分析して、それらを基本原理に当てはめて物体の未来を予言すること」です。
基本原理は以下の３つの原理です。
- 慣性の法則
- 運動方程式
- 作用・反作用の法則
これに関しては以下の記事にも書かれているので事前に読んでおいてください。
熱力学においても最終目標は力学と変わらず、「未来を予言すること」です。
しかし、力学との大きな違いとして熱力学では未来を予言する対象の数が莫大であって(具体的には6.0×10^23程度の量)、しかも、それらが独立してランダムに動いている(剛体のように決まった動きをしない)。
これらの莫大な数の粒子について１つ１つ運動方程式を立てて解くことは非常に手間がかかりますし、まず無理です。
「困ったもんだ」と考えた昔の人は次のように考えました。
- １つ１つの粒子に運動方程式を立てるのは無理 (ミクロ的観点からは無理)
- まとまった集団に物理法則を当てはめて近似的に未来を予言 (マクロ的観点から考察)
- まとまった集団が入った空間を系として系の未来を予言する→熱力学
今回の記事はここまでにしますが、重要な考え方になるので覚えておいてください。
