熱力学

「物量量が変化しない1成分からなる系は自由度は２従ってSTpVのうち２つ変数をえらべば系の熱力学状態は決定される」
上記はネット上にあったのですが
①何故「物量量が変化しない1成分からなる系は自由度は２」ですか
②内部エネルギーはSVの自然な変数を使えば完全な熱力学関数と言われているがこれは数学でいうと完全微分のことでしょうか
よくわからないので詳しく教えて戴きたいと思います
宜しくお願いします

No.1 回答者： endlessriver 回答日時： 2020/10/06 07:02

電気系ですが、熱力学を理解しなければ物理は理解できないと痛感するこの

ごろです。ながらに勉強しているので回答してみる。

これはギブスの相律の話かと思います。グライナーによると
「k種類の異なる粒子（化学組成）とp種類の相（固体、液体、気体、・・・）
からなる孤立系が、熱平衡状態にあれば、系の状態は
　　f=k+2-p
個の示強変数で決まる。今回は k=p=1 だから f=2となる。」

だから系は2つの示強変数 p,Tによって決まる。S,Vは示量変数だからこの相律
とは直接無関係。

ただ、系は S,V,Nによって決まるから、「物量量が変化しない」がNが一定
ならば、S,Vのみで決まる。ただ、S/N, V/Nは示強変数となるが・・・。


ただ、この証明は色々ある（検索しても出てくる）が説明が異なっており、か
つあまり納得のいくものでない。私の能力が無いことはさておいても、ほとん
どの人が理解していないと疑う（今まで、物理は杜撰な説明が多いと感じてい
るので）。

ぜひ、他の人の突っ込みを期待する。