クエリ: ある物質1gの温度を1°C上昇させるために必要な熱量のことを何容量というでしょう?
文章: 熱 また、単位質量、単位物質量、または単位体積あたりの熱容量を比熱容量と呼ぶ。ピストン内の気体のような単純な圧縮可能な系では、エンタルピーと内部エネルギーの変化はそれぞれ定圧熱容量と定積熱容量とに関連付けることができる。体積を一定に保つ(定積)条件の下では、初期温度 T0 から最終的な温度 Tf に変化させるのに要する熱 Q {\displaystyle Q} は次の式で表される。一方、圧力を一定に保つ(定圧)条件の下では、熱は次の式で表される。定圧過程において系の体積変化を無視できる場合、外界へ仕事がなされず、内部エネルギーとエンタルピーの変化は一致する。このとき、 C p {\displaystyle C_{p}} と C v {\displaystyle C_{v}} は等しくなる。比熱容量とは、単位質量当たりの熱容量である。
文章: 濃度 上項と同じ単位を用いながら、その内容の示す所は異なる。沸点上昇や凝固点降下の計算に用いられる。単位は溶質の物質量÷溶媒の質量つまり、mol/kgを用いる。 定義は単位溶媒質量あたりの溶質の物質量。溶液全体に占める物質量でないことに注意されたい。この記事の例では、32 gのメタノールが1.0 molであり、考える溶媒は 100 - 32 g = 68 g となるから、1.0 mol/68 g = 14.7 mol/kgとなる。 体積濃度(容量濃度)とは、全体量を体積単位で計測し、算出する濃度で、基本単位がL(リットル)の場合と立方メートルの場合がある。混合されている試料を計測する単位は、質量や物質量であることが多い。化学の場面において、ある濃度の水溶液を調整する場合、試料を正確な量測り取り、メスフラスコなどの器具を用いて正確な体積に希釈し調整することが多く、主な化学薬品なども「体積モル濃度」で示されるのが普通である。実験操作では主に溶液の体積測定が問題となるため、溶液の体積を基にした濃度方式は便利であり、最もよく使われる濃度単位である。 文章: G1期 生理的温度は細胞の成長に最適な温度であり、ヒトの正常な生理的温度は約 37 °Cである。G1期は、細胞が細胞分裂に従事するか細胞周期から脱出するかを決定する、特に重要な期間である。細胞分裂を行わないようシグナルを受けた場合には、S期へ進行する代わりに、G0期と呼ばれる休眠状態へ移行する。脊椎動物で細胞増殖を行ってない細胞の大部分は、G0期へ移行する。 文章: 熱効率 熱効率は熱力学第一法則により1(100%)を越えることはなく、熱力学第二法則により1になることも決してない。ニコラ・カルノーは思考実験で最も熱効率の良い仮想熱機関としてカルノーサイクルを提案した。カルノーサイクルの理論熱効率 ηth は、吸熱源の温度を T1、排熱源の温度を T2 としたときη th = 1 - T 2 T 1 {\displaystyle \eta _{\text{th}}=1-{\frac {T_{2}}{T_{1}}}}で与えられる。吸熱源の温度が高く、排熱源の温度が低いほど熱効率は大きいが、熱力学温度が必ず正であるため理論熱効率は必ず1より小さく、実際の熱効率はさらに小さくなる。また、吸熱源の温度が排熱源の温度より低い場合は熱効率が負になるため仕事を取り出すことはできない。 文章: 熱の仕事当量 が得られる。 Cp, Cv の値は、ドラローシュとベラールによる熱容量の測定値、およびデューロンが測定した、Cp / Cv = 1.421 という値を利用すれば求められる。こうして求めた J の数値は、現在知られている値よりも小さいが、これは当時の測定値の誤差によるものである。 ジェームズ・プレスコット・ジュールは、1843年にはじめて熱の仕事当量を実験により測定した。その測定は、おもりによる重力で電磁石のコイルを回転させ、その結果として発生する誘導電流の発熱を調べるというものであった。この実験により、ジュールは「1ポンドの水の温度を華氏目盛りで1度だけ上昇させることのできる熱量は、838ポンド[のおもり]を鉛直に1フィートの高さまで持ち上げることのできる機械的力に等しいし、それだけの力に転換されうるだろう」との結論を得た。この数値は、J = 4.50 J/cal に相当する(以下、単位はすべて現在の J/cal に換算して記載する)。 文章: 標準状態 例えば標準中和エンタルピー ΔnH°(25 °C) = -55.8 kJ/mol は、強酸と強塩基の中和エンタルピーを濃度を変えていくつか測定し、測定結果を濃度ゼロの極限に外挿することにより得られた値である。溶質成分 B の部分モル体積 VB や部分モル熱容量 Cp, B のような部分モル量(英語版)もまた、無限希釈の極限で VB° や Cp, B° に収束する。それに対して、部分モルギブズエネルギーすなわち化学ポテンシャルは無限希釈の極限で負の無限大に発散する。そのため、温度 T の溶質成分 B の標準化学ポテンシャル μB°(T) は、SSPの下にある質量モル濃度 1 mol/kg の仮想的な理想希薄溶液における化学ポテンシャルとして次式で定義する。μ B ( T ) = lim all m i → 0 [ μ B ( T , p , m 1 , m 2 , . . . 文章: 圧縮比 圧縮比(あっしゅくひ、英: Compression Ratio、CR)とは、内燃機関および外燃機関の内燃室(ないねんしつ)において、最も容積が大きくなる時の容量と、最も容積が小さくなる時の容量の比率を表す値であり、一般的な熱機関の基本的な仕様となる値でもある。 文章: 定圧モル熱容量 熱力学第一法則より、nモルの気体の内部エネルギーの微小変化dUと圧力P、微小体積変化dV、微小温度変化dT、微小過程中に気体に与えられた熱量dQの間には以下の関係が成立する。 Pは一定なのでdQは次のように表すことができる。 またここで熱容量(比熱)の定義より 文章: エクセルギー エクセルギー (英: exergy) とは、『系が外界とのみ熱・仕事を交換しながら、外界と平衡するまで状態変化するとき、系から理論上取り出せる最大の仕事量』のことである。availability、available energy、有効エネルギー などとよばれることもある。熱力学第二法則によると、熱を仕事に変換するには常にカルノー効率による制約が伴うので、熱に関連したエネルギーを扱うときには、そのうちの有効に仕事に変換できる部分とできない部分とを区別して扱うことが必要である。前者がエクセルギーとよばれる。熱力学第一法則(エネルギー保存則)は常に成り立つので、外界を含めた拡大系では、エネルギーの量は一定不変である。「省エネルギー」、「エネルギーを節約する」と言うときの「エネルギー」は、「エネルギーの価値」、「エネルギーの質」の意味であり、これがエクセルギーに対応していると考えられる。 文章: 代わりの生化学 炭素化合物に加えて、全ての現在知られている地球上の生命は、溶媒もまた必要とする。しばしば、水はこの役割を果たす唯一の安定した化学物質だと考えられる。水の特性には、液体である温度の幅が広いことや、温度調節に役立つ高い熱の許容量、蒸発時の大きな熱量、様々な化合物を溶かす能力など、生命の過程にとって重要な要素を含んでいる。他の化学物質にも同じような特性を持つものがあり、しばしば水に代わる物質として提案される。 アンモニアはおそらく代替物質として提案されたもののうち、最も一般的なものである。多数の化学反応はアンモニア溶液でも可能であり、液体アンモニアはいくつか水と同じような化学性質を持っている。アンモニアは、ほとんどの有機分子を水と同じように溶かすことができ、さらに多くの金属元素も溶かすことができる。これらの化学特性から、アンモニアを基盤とする生命は可能かもしれないという理論が存在している。しかしながら、アンモニアは生命の基礎としていくつかの問題も持っている。アンモニアの気化熱は水の半分で、表面張力は1/3ほどである。これはアンモニア分子間の水素結合が水より遥かに弱いことを意味している。 アンモニアを元とする生物圏は、おそらく地球上の生命からすれば極めて珍しい温度や気圧で存在しているだろう。地球上の普通の生命は、1気圧で0°C(273K)~100°C(373K)という水の融点と沸点の間に存在している。アンモニアの融点と沸点は-78°C(195K)~-33°C(240K)である。そのような非常に冷たい環境では、化学反応は非常に遅くなる。 文章: 熱の仕事当量 現在では、熱の仕事当量を求めること自体が研究の対象になることはないが、高等学校や大学での実験教材として行われることはある。歴史的に見ると、力学的な仕事と熱量との変換を調べるのが本筋であるが、それは実験的に難しいため、電気的なエネルギーを熱に変換することで仕事当量を求めることが多い。 具体的には、水の入った容器に電熱線と温度計を入れ、容器を熱伝導率の悪い物質で覆う。そして電流を流し、そのときの水の温度上昇から熱の仕事当量を求める。 水の質量を X、容器の熱容量を Y、温度上昇を ΔT とすると、発生した熱量は ( X + Y ) Δ T {\displaystyle (X+Y)\Delta T} [cal]である。したがって、単位をcalからJに変えると、熱量Q[J]は、 文章: 超伝導転移端センサー 超伝導転移端センサー (ちょうでんどうてんいたんセンサー、英: Transition Edge Sensor、TES) は、超伝導物質がある温度(超伝導転移温度または臨界温度)を境として、常伝導状態から超伝導状態へ、またはこの逆方向に 数ミリケルビン 以内で急速に相転移を起こす性質を利用した、非常に高感度な熱量センサー(マイクロカロリメータ)である。 超伝導物質としては、通常はアルミニウム、チタンまたはタングステンが用いられる。センサー中では、超伝導物質は超伝導転移温度より極くわずか低温の状態に保持され、境界域の近傍で超伝導状態を保った状態に置かれる。ここに、極く少量でも外部からの熱エネルギーの流入による温度上昇があれば、超伝導物質は超伝導転移温度より高温となり、超伝導状態は壊れて常伝導状態に相転移する。これは電気的には抵抗値の急激な上昇として観測される。 外部からの熱エネルギーの流入による温度上昇は、センサー素子の熱容量がより小さければ、より大きくなるので、センサー素子を極力小さくし、測定対象以外の熱エネルギーから絶縁することにより、より高感度を達成できる。現在の半導体プロセスを応用したMEMS製造技術を用いて作成された極小のセンサー素子では、光子1個分のエネルギーの吸収に起因する温度上昇さえも測定可能となっている。 文章: 等温過程 Δ S = ∫ V A V B ( ∂ P ∂ T ) V d V = ∫ V A V B d P vap d T d V = d P vap d T Δ V {\displaystyle \Delta S=\int _{V_{\text{A}}}^{V_{\text{B}}}\left({\frac {\partial P}{\partial T}}\right)_{V}dV=\int _{V_{\text{A}}}^{V_{\text{B}}}{\frac {dP_{\text{vap}}}{dT}}dV={\frac {dP_{\text{vap}}}{dT}}\Delta V}となる。ここで、気相と液相が共存している領域では (∂P/∂T)V = dPvap/dT であって体積 V に依存しないことを用いた。エンタルピーの変化 ΔH は、G = H - TS の関係を使って求める。 文章: 熱容量 系がある準静的な過程で d'Q の熱を得たときの温度の変化を dT とすると、熱容量は C = d ′ Q d T {\displaystyle C={\frac {d'Q}{dT}}} で定義される。 エントロピー S(T) を用いれば 文章: 規定度 化学において、規定度(きていど)または規定(計量法上の用語)英: normality) とは、溶液の濃度を表す単位の一つで、溶液 1 L (1 dm = 1000 cm) 当たりの試薬の当量数(グラム当量)を表す。当量濃度(とうりょうのうど、英: equivalent concentration)、規定濃度(きていのうど)とも呼ばれ、容量分析などで用いられる。溶液の規定 N {\displaystyle N} は、モル濃度 c i {\displaystyle c_{i}} を等価係数 f e q {\displaystyle f_{\mathrm {eq} }} で割ることにより定義される。規定は現在ではほぼ使われなくなっており、mol/Lに統一されつつある。1997年10月1日以降は、計量法上の法定計量単位ではなくなっており、取引・証明に用いることは禁止されている。 文章: 定積モル熱容量 定積モル熱容量 c V {\displaystyle c_{V}} は以下の式によって表される。 c V = 1 n ( ∂ U ∂ T ) V {\displaystyle c_{V}={\frac {1}{n}}\left({\frac {\partial U}{\partial T}}\right)_{V}} ここでnは気体の物質量、Uは内部エネルギー、Tは絶対温度、Vは体積である。