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熱・統計力学

熱・統計力学

水の異常性 水の異常性

水の体積を測定すると0℃から約4℃の間は体積が減少します。この水の異常性を実測し,最大密度となる温度を決定します。同じく水の異常性の一つ,大きな表面張力は流体力学の表面張力測定(UE1080400)で紹介しております。

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スターリングエンジン スターリングエンジン

理想熱機関に近いスターリングエンジンの動作を学びます。
変位ピストンはクランクとスプリングで結ばれ,不連続な動きをします。これで従来型スターリングエンジンより,理想に近い熱サイクルになっています。

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熱サイクル 熱サイクル

ヒートポンプの熱サイクルを観察・測定します。
比エンタルピーと圧力のグラフを書くことで,作業物質の熱サイクルを理解できます。

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内部エネルギー 内部エネルギー

行った仕事量と増加した内部エネルギーが比例することより,力学的エネルギーが物質の内部ネルギーに変換される事を確かめます。また,エネルギーが保存するとして,熱の仕事当量も求めます。

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シュテファン=ボルツマンの法則 シュテファン=ボルツマンの法則

黒体の全放射エネルギーが温度Tの4乗に比例するというシュテファン=ボルツマンの法則を,擬似黒体と見なせるタングステンフィラメントの白熱電球で相対輻射強度を測定することで確認します。

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ボイルの法則 ボイルの法則

空気の室温中での体積-圧力の関係を測定します。
空気は理想気体ではありませんが,近似的にボイルの法則を導くことができます。

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熱伝導率と熱流 熱伝導率と熱流

電子制御の安定した熱源を用いて,金属の熱伝導率を測定します。加熱開始から温度平衡に達するまでの過渡状態の温度変化も測定します。外部からの加熱による熱流の算定と連続の式を扱います。

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熱放射と表面状態 熱放射と表面状態

モル型熱電対列を用いて,物体の熱放射(エネルギー放射)と物体温度の関係を調べます。温水をレスリーキューブに満たし,温度と熱放射,また表面状態による差異も検証します。

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断熱指数の決定 断熱指数の決定

密閉された空気の弾性から断熱指数(Cp/Cv)を決定します。熱力学の基礎的な知識から,この実験で断熱指数が求まる理由が説明できます。

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