温度ってそもそも何なのでしょうか?
温度が高い物ほど分子運動が激しいということは、一応知っています。
けれど、温度が同じである時、一体何が"同じ"なのかよく分かりません。

分子一個あたりが持つエネルギー量が同じなのではないかという仮説を思いついたのですが、それだと単位量あたりの分子の数が多いほど比熱は大きいはずです。
ということは、比熱は分子量(分子一個あたりの重さ)に反比例するということになります。
金属の比熱を調べてみると、アルミニウム(原子量27)は0.880[J/g・K]、鉄(同56)は0.435、銅(同63.5)は0.379。
これは仮説が正しいのかなと思ったら、水(分子量18)の比熱は4.19。
氷では比熱が2.10ですが、どちらにせよ先程の仮説が通用しません。
というか、そもそもどうして水と氷で比熱が違うのか分かりません。

どなたか、この疑問に答えて頂けませんか?

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A 回答 (7件)

> 温度ってそもそも何なのでしょうか?



シンプルな質問のようですが,次々突っ込んでいくと熱力学,統計力学の
テキストができちゃいます.固体物理もずいぶん入りますかね.

> 分子一個あたりが持つエネルギー量が同じなのではないかという仮説

なかなか本質をついています.
どの分子も全く同じエネルギーを持つわけではありませんから
「平均エネルギー量」というべきですね.
これが温度と密接な関係があります.

古典力学的には,運動の1自由度あたり (1/2)kT (k はボルツマン定数)
の平均エネルギーがあることが知られています.
1モルあたりならアボガドロ数倍すればOKで,
k とアボガドロ数の積が気体定数 R です.

気体では,分子が勝手に動き回っていますから,
3次元の3方向で1分子あたり平均 (3/2)kT のエネルギーがあります.
単原子分子はこれだけですが,2原子分子では分子回転の自由度があって,
(5/2)kT になっています.

では,固体では?
固体の素朴なイメージは,分子が格子状に並んでいるものです.
もちろん,気体とは違って勝手に動き回れません.
勝手に動き回ると,固体状態を保てません.
でも,全く動かないわけではなくて,平衡位置の周りに振動しています.
単純にばね振動みたいなものだと思うと,運動エネルギーの他に
ポテンシャルエネルギーがありますので,3方向×2で,6自由度あります.
したがって,平均エネルギーは 6×(1/2)kT = 3kT.
エネルギーを温度で微分したものが比熱ですので,
比熱は温度によらずに 3k (1モルなら 3R).
これが, Umada さんの書かれている Durong-Petit の法則です.
本当は独立したばねモデル(Einstein model)はちょっとまずくて,
となりのばねのことなどを考えないといけないことがわかっていますが,
自由度の計算には関係ないので,十分高温ではやはり Durong-Petit の法則
がなりたちます.

stargazer さんや Umada さんの書かれているように,
Al,Fe,Cu でよく合っていますから,めでたしめでたしのように思えます.
でも,ちょっと待てよ.
金属中には自由電子があって,ほとんど勝手に動き回っているんじゃ
なかったっけ?
それなら電子を気体みたいに考えて,もう (3/2)kT のエネルギーが
あるんじゃないのか?
この分足したら,比熱はもっと大きくなるんじゃないのか?
自由電子があるからこそ,金属は電気を伝えるんじゃなかったっけ?
自由電子は電気伝導には効くけど,比熱には効かないの?
なぜ?
これが,量子力学誕生以前の金属電子論の大問題でした.
この疑問は量子力学で初めて説明されました.

液体は無茶苦茶難しくて,簡単な説明はないと思います.
液体の中でも,水はかなり特殊な性質を持っています.
大体,ぎゅっと固めれば固体になりそうだから,
固体の方が液体より密度が小さく,氷は水に沈みそうです.
ところが誰でも知っているように,氷は水に浮きます.
こんなへんてこりんな物質は他にほとんどありません.
氷が水に浮くのは日常よく目にするので不思議と思わないのですが,
実は極めて奇妙な現象なのです.

> ところで、“∝”という記号の意味が分かりません
「比例する」という意味です.

> 温度の高い物質と温度の低い物質をくっつけた時に、
> 温度の高い方から低い方に熱が移動するのはどういう仕組みなんでしょう?

固体で話をしますと,温度が高いところは分子振動が激しいわけです.
だんだん分子振動が伝わっていって,
全体的に分子振動の程度が同じようになろうとします.
これを温度と熱で見れば,温度が高いところから低いところに熱が流れた,
と見えるのです.
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この回答へのお礼

とても詳しくて分かりやすい回答ありがとうございます
自由度うんぬんのところは、正直よく理解できていないのですが、大体のイメージは分かりました
実は、同じような質問を高校の先生(大学院生)にしたことがあるのですが、その時は適当にはぐらかされました
学校教育の中で当然のように教えられていることでも、理屈を考えると実はすごく難しい、ということもあるのですね
とにかく、これで積年の疑問が晴れました
ありがとうございます

お礼日時:2001/08/29 23:22

よく見ると私の意見は、kazu-kunさんと同じことになりますね。

失礼しました^^;
とりあえず、プロのsiegmundさんが回答されてるので、安心して間違えられれます?!


>水の比熱が一番大きいのは水素結合のせいでしょうかね?

その通りだと思います。
siegmundさんのおっしゃるように、水は極めて不思議な性質を示しますが、それは水素結合によるものとされています。
水や水素結合は、今でもよく研究されています。
また高圧下で作られた氷は、水にも沈むらしいです。

>温度の高い方から低い方に熱が移動するのはどういう仕組みなんでしょう?

これは自然が、状態を均一にしようとする傾向のあらわれでしょう。
現象のイメージとしては、振動の小さい分子が、振動の大きい分子との衝突によりエネルギーが伝えられ、伝えられた方は振動が強くなり、伝えた方は振動が弱くなる・・・ということが連鎖することによるものでしょう。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます

>水は極めて不思議な性質を示します
確かに水は不思議な物質だと思います
化学を勉強していても、水はたびたび“例外”としての扱いを受けています
一番身近な物質が、一番変わった性質を持っているなんて、なんだか奇妙な感じがしますが

>>温度の高い方から低い方に熱が移動するのはどういう仕組みなんでしょう?
>これは自然が、状態を均一にしようとする傾向のあらわれでしょう。
>現象のイメージとしては、振動の小さい分子が、振動の大きい分子との衝突によりエネルギーが伝えられ、伝えられた方は振動が強くなり、伝えた方は振動が弱くなる・・・ということが連鎖することによるものでしょう。
なるほど、 何となくそのイメージは分かりました
物理の実験で、大きなボールを小さなボールにぶつけるような感じですね

お礼日時:2001/08/29 23:46

熱力学には第1、第2、第3法則があることはご存知ですね?


しかし、温度の法則は何処にもありません。不思議です。
実は、忘れられていたようです。そこで第0法則とされてしまいました。

「AとBが熱平衡で、AとCも熱平衡であるとき
BとCもまた熱平衡である。」

これが熱力学の第0法則です。
(熱平衡とは熱エネルギーの移動がない状態です)

Newton力学第1法則(慣性系の存在)に相当する法則です。
力学では慣性系の存在を第1法則と定義しています。この第1法則があって、初めて、第2法則が存在するのです。

しかし、熱力学の第1法則は熱エネルギーを含めたエネルギー保存則から、始まっていますから、温度の存在を第0法則として、追加したものです。

以上、老婆心ながら、、、

この回答への補足

今更ながらの質問ですが、温度の高い物質と温度の低い物質をくっつけた時に、温度の高い方から低い方に熱が移動するのはどういう仕組みなんでしょう?
疑問の根本的な原因はここにあるような気がします

補足日時:2001/08/28 23:41
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基本的には、分子の運動・振動のエネルギーが熱と言っていいと思いますが、分子には他の近接分子との相互作用により、その束縛条件が単体の時と大きく異なるはずです。


したがって、分子一個あたりが持つエネルギーを計算しても、隣接分子との相互作用による寄与も含まれるため、単純な反比例式にならないのではないでしょうかね?

つまり、温度が同じであることはエネルギー量としては同じだけど、運動・振動の仕方が、それぞれ分子の束縛のされ方では異なっている・・というのはどうでしょう??
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます
金属の単体では、反比例の式が成り立つのに、分子からなる物質では成り立たないのはそのせいなのかと納得いたしました
思いつきですが、水の比熱が一番大きいのは水素結合のせいでしょうかね?
ここらへんまで来ると、化学の分野にも入ってくるのでややこしいですが

お礼日時:2001/08/28 23:39

ごめんなさい、最初の式間違えていました。


3RTでなく、比熱は3Rが正しいものです。
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後半だけの回答ですみません。


固体の比熱はDurong-Petitの法則として知られており、材料が十分に高温なら1モルあたりの比熱は
 3RT
で材料によらず一定になります(Rは普遍気体定数)。試しに1モル当たりの比熱をAl, Fe, Cuで計算すると
Al: 23.76[J/mol K]
Fe: 24.36[J/mol K]
Cu: 24.07[J/mol K]
でほぼ一定の値になっていることが分かると思います。固体物理学の教科書をいくつか当たれば導出まで含めて出ています。
ただしこれは古典論で出したもので高温では当てはまりますが、量子統計を用いて厳密に計算すると低温ではこれから外れて比熱の値は小さくなる、という結果が出てきます。(どれくらいの温度から外れてくるかは物質によります。構成元素が軽く、かつ固い物質ではその温度は高くなります)

水と氷で比熱が違うのは「前者は液体で後者は固体であるから」というお答えになると思いますが、私は液体の比熱の理論に明るくないため、ここまでで端折らせてください。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます
比熱なんて小学生でも習うくらいだから簡単なんだろうと思って質問したのですが、意外に奥が深いようです……
お答えを見ますと、私の仮説もあながち間違いではないようですね
少し限定があるようですが

お礼日時:2001/08/28 23:31

まじめに考えるとハマりそうなので、適当に答えてます。

(^^;

分子一個あたりが持つエネルギー∝絶対温度

で、あっているような気がしますが。

固体・液体のような凝集状態だと、結合エネルギーが無視できなくなってくるのではないでしょうかね?物質によって結合状態は様々ですから。
気体なら分子が持つエネルギーは殆どが運動エネルギーでしょうから、分子量に比例とかそういうカタチになってくると思います・・・。

適当に答えてますんで、「自信なし」です。
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます

なるほど、分子が持つエネルギーの全てが運動エネルギーになるわけではないということですね
水は気体以外の物質では一番比熱が大きいそうですが、これはどうしてなんでしょう?
ところで、“∝”という記号の意味が分かりません
これの意味と読み方も教えて頂けませんか?

お礼日時:2001/08/28 00:30

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セラミックス同士は比較的馴染みが良いのでしょうか?
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初歩的な質問で申し訳ございません。
また、セラミックスを学ぶにつき、良い本などございましたら
ご紹介お願いいたします。

Aベストアンサー

セラミックス一般では、接合と接着は、junctionとcontantという意味で使われているわけではありません。セラミックスで言う接合は、joiningで、「2つ以上のものを直接くっつける」という意味です。回答2にあるような半導体や電子材料の人が使う接合junction(pn接合など)と、セラミックスの接合joiningでは意味が全く違いますので、混乱しないで下さい。

接着bondingは、接着剤(高分子系からセメントまでいろいろありますね)を使って2つのものをくっつける、接合joiningは、接着剤なしでくっつけるというイメージでいいのではないでしょうか。

無機材料の接合で一番問題になるのは、熱膨張の違いです。セラミックス同士でも、組み合わせによっては2~5倍の線膨張係数の差がありますし、セラミックスと金属なら線膨張係数は金属が一桁大きいです。セラミックスを金属と組み合わせて使うのは、やっぱり高温環境ですよね。室温ではうまくくっついていても、高温になるとセラミックスが割れる、逆に、高温でくっつけても、室温に戻すとセラミックスがはがれてしまう、というのは主に熱膨張差が原因です。
 これを解消するために、熱膨張の異なる材料の間に、中間程度の熱膨張の層(緩衝層)を作って、熱膨張差を緩和したりすることはよくやられています。
 それから、金属にセラミックスをつける場合には、金属を高温で酸化して、表面に酸化膜を作って、酸化膜を緩衝層として使う(例:Tiを酸化して、表面をチタニア(TiO2)にして、その上にアルミナ(Al2O3)をつける)という方法も一般的です。酸化によってできるTi/TiO2界面は、かなりの強度があります。

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Q水の比熱が水蒸気や氷の比熱より大きいのは何故?

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系の温度が熱浴の温度に等しくなるということに対応しています。

図の中のものよりも水位が高い場合、低い場合についても線を引いてもらうといいでしょう。

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Qセラミックスについて

セラミックスについてよく分からないのですが私たちの身の回りには
沢山のセラミックス製品があって、不要になった物はどう処理するんですか?
後、環境に優しいセラミックスの利用法を教えてください。

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まず「セラミックスとは何ぞや?」ですが、参考URLでの議論での私の回答をご覧ください。とりあえず最低限の説明は書いたつもりです。

不要になったセラミックスですが、基本的に不燃物ですので「燃えないゴミ」として処理されます。
砕いて新しい材料に再生して使うような材料もあります。
いわゆるトラディショナルセラミックス(やきもの)は、最後は土に帰ります。

日常使うセラミックスは人体や環境に害のあるものは少ないですが、一部鉛を含むもの(圧電材料など)などがあり、これらは鉛が環境に放出されないようそれなりの処分がされます。

「環境に優しい」セラミックス利用法ですが、
・素焼きの筒を河川などに沈めておくと微生物が住み着いて水質が浄化される(例えばhttp://www2.saganet.ne.jp/haniwa/kank_top.html)
・ディーゼルエンジン排気中の粉塵を捕捉する(例えばhttp://www.sei.co.jp/whatsnew/prs038_s.html)
等があります。(他にもたくさんあります。http://www.aist.go.jp/NIRIN/Dept/cera-ou/kankyou-cera/などもご参考に)

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=74405

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Q単原子分子で比熱比γが5/3の気体Aと2原子分子で

単原子分子で比熱比γが5/3の気体Aと2原子分子で比熱比が7/5の気体Bがある。
最初、圧力、体積、温度が等しい状態から断熱圧縮で体積を最初の体積の1/2にした。
このときAとBの気体について、気体がした仕事の比、最後の状態の圧力の比、温度の比を求めよ。

仕事の比は1.10、圧力の比は1.20、温度の比は1.20になるそうなんですが、わかりません。

計算の過程を教えてください。
おねがいします。

Aベストアンサー

断熱変化では
 P・V^γ=一定
という関係が成り立っています。

出発時の圧力をP,体積をV,絶対温度をTとします。
体積が(V/2)になった時の圧力をP',絶対温度をT'とします。

P・V^γ=P'・(V/2)^γ
ですから
P'/P=((V/2)^γ)/(V^γ)=2^γ
∴求める圧力比は 2^(γ-γ')=2^(5/3-7/5)=1.20

状態方程式が成り立つとして
PV=nRT
P'・(V/2)=nRT'
P'=P・2^γ でしたから
nRT'=(P・2^γ)・(V/2)=PV・2^(γ-1)=2^(γ-1)・nRT
∴T'/T=2^(γ-1)
∴求める絶対温度の比は 2^((γ-1)-(γ'-1))=2^(γ-γ')=1.20

断熱変化の場合、仕事は、p・dVから計算するのではなく、熱力学第1法則から求めた方がスッキリします。

断熱変化なので、外部から出入りした熱量Q=0ですから、ΔU-W=Q
気体がされた仕事Wは、 W=ΔU と評価できます。
気体がした仕事なら -Wですが、今問題にしている仕事の比率では、した仕事で評価しても、された仕事で評価しても同じ結果になりますから、どちらで計算しても構わないはずです。

ΔU=nCv・ΔT
です。
T'/T=2^(γ-1) でしたから ΔT=T'-T=(2^(γ-1)-1)・T です。
一方、 Cp-Cv=R , γ=Cp/Cv でしたから
Cv=R(γ-1)なので Aでは Cv=3/2, Bでは Cv=5/2 であることがわかります。

∴求める仕事の比は
 {n・Cv・(2^(γ-1)-1)T}/{n・Cv'・(2^(γ'-1)-1)T}
= {(γ-1)・(2^(γ-1)-1)}/{(γ'-1)・(2^(γ'-1)-1)}
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という関係が成り立っています。

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P・V^γ=P'・(V/2)^γ
ですから
P'/P=((V/2)^γ)/(V^γ)=2^γ
∴求める圧力比は 2^(γ-γ')=2^(5/3-7/5)=1.20

状態方程式が成り立つとして
PV=nRT
P'・(V/2)=nRT'
P'=P・2^γ でしたから
nRT'=(P・2^γ)・(V/2)=PV・2^(γ-1)=2^(γ-1)・nRT
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∴求める絶対温度の比は 2^((γ-1)-(γ'...続きを読む

Q比熱比

定圧比熱と定積比熱の比である比熱比の値は自由度でかわってくるそうですが、比熱比の物理的意味とはなんなのですか?
比熱比が大きい場合と小さいばあいではどのような異なった特徴があるのでしょうか?
質問の意味がわかりずらくすいません。

Aベストアンサー

 物理的な意味ではないですが、気体の物性的パラメーターの一つであるポアソン比νに等しいという関係もあります。
 比熱比の理論が知られる以前には気体の性質を把握するパラメーターとしては圧縮率kが使用されていた。定義は
断熱変化における圧力と体積の比例係数k1
k1dp=-dV/V
等温変化における圧力と体積の比例係数k2
k2dp=-dV/V
種々の気体において実験をした結果、k1とk2の比がいくつかの一定値に集まる事が知られてポアソン比と呼ばれた。

 同じ事を状態方程式pV=RTと比熱比によって検証すれば
断熱変化pV^γ=一定よりdV/dp=-V/(γp)、式を比較して
k1=1/(γp)
等温変化pV=RT=一定よりdV/dp=-V/p、式を比較して
k2=1/p
従って、k2/k1=γすなわちポアソン比とは比熱比のことであった。

Q物質の比熱の温度による違い

物理で比熱の実験をしたので、物質の比熱の文献値を調べていたのですが、温度によって違いがありました。

温度が0度のとき、アルミニウムは0.880、鉄は0.435、銅は 0.379でした。(全てJ/g・K)

温度が25度のとき、 アルミは0.902、鉄は0.451、銅は0.385でした。(全てJ/g・K)

温度が25度以上のときの文献値が見つからなかったので、その後の変化の仕方を教えてください。また、この物質の比熱の変化は、実験の値にかなり影響するのでしょうか。相殺などができて、無視できるのでしょうか。

Aベストアンサー

伝熱エンジニアです。
0℃と25℃の値はどちらも実験値でしょうか。
今は自宅なので手元にデータブックがないのですが、Webで探してみると、いろいろな金属の比熱の近似式があるようです[1]。J/g/K単位の比熱(定積比熱)は次式で表わされます。

   cp = 4.186*a*T^b*exp( a*T + d/T )

T は温度 [K]です。a, b, c, d の値は以下のようになっています(文献 [1]の Table I に出ています)。

    a      b     c       d  適用温度範囲
Al 6.273517 -0.5469 0.000925 -156.932 46K-923K
Cu 0.002842 0.901841 -0.00511 -60.9522 16K-300K
Fe 10.06843 -0.76423 0.001506 -190.421 58.7K-773K

手元にある伝熱工学の参考書に出ている数表と比較してみました。Cu以外は良く合っています。Cuの補間値は、数表の値(300K-800K)を直線補間したほうが良いでしょう(300K以上では温度に対してほぼリニア)。

Al(アルミニウム)
温度 [K] 数表値 [1]の近似値
  150 0.686  0.684
  200 0.801  0.795
  250 0.860  0.862
  300 0.905  0.908
  600 1.04  1.065
  800 1.14  1.169

Cu(銅)
温度 [K] 数表値 [1]の近似値(*印は近似範囲外)
  150 0.322  0.338
  250 0.376  0.378 
  300 0.386  0.359
  600 0.425  0.160*
  800 0.447  0.077*
  1000 0.471  0.034*
  1200 0.492  0.015*

Fe(鉄)
温度 [K] 数表値 [1]の近似値(*印は近似範囲外)
  150 0.366  0.322
  250 0.422  0.422
  300 0.442  0.449
  600 0.566  0.570
  800 0.686  0.670*
  1200 0.600  0.972*

このまま質問を開いておいてもらえますか?会社にあるデータブックを明日見てきます(詳しい値は出てないかもしれませんが)。必要な温度範囲はどれくらいですか?

[1] 金属・酸化物の比熱 http://www.scielo.org.ar/pdf/laar/v34n4/v34n4a09.pdf

伝熱エンジニアです。
0℃と25℃の値はどちらも実験値でしょうか。
今は自宅なので手元にデータブックがないのですが、Webで探してみると、いろいろな金属の比熱の近似式があるようです[1]。J/g/K単位の比熱(定積比熱)は次式で表わされます。

   cp = 4.186*a*T^b*exp( a*T + d/T )

T は温度 [K]です。a, b, c, d の値は以下のようになっています(文献 [1]の Table I に出ています)。

    a      b     c       d  適用温度範囲
Al 6.273517 -0.5469 0.000925 -156....続きを読む

Q定積モル比熱とか定圧とか何が違いますか?

定積モル比熱、等圧モル比熱の違いってなんですか?
等温モル比熱なんてものもあるのでしょうか、変換はどうしたらいいのかと、単位とただの比熱と何が違うのか教えて下さい。

Aベストアンサー

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94%E7%86%B1%E6%AF%94

算出の為の条件が違うだけで、表す内容の本質は同じなので、当然単位は同じ。
比熱を求める過程から、等温…はありえないですね。


固体・液体と違って、気体は温度変化により大きく体積が変化します。そこで、体積が変わらないように、無理やり固定して求めるのが定積モル比熱(イメージ的には、強固な容器に閉じ込める:体積が変わらない代わりに圧力が変化します)、自由に体積を変化させる[、ただ、それだけでは支離滅裂になるので]但し圧力一定と言う条件をつけて求めるものが等圧モル比熱(イメージ的には、容器に入れない(あるいは伸縮自在な容器に入れる):その圧力条件下で与えられる体積に変化します)。

等温 即ち 温度一定の条件下で比熱を求められるかな??? 考えてみて

Q比熱の温度依存性のモデルによる違い

2*2*2の立方格子上に並んだ電子に対して全通りのエネルギー(固有値)を求めて分配関数を作り、比熱の温度依存性を求めるようなプログラムを作ったら、画像のようなグラフが出てきました。位置とスピンには周期境界条件を使っています。使ったモデルはイジングモデルとハイゼンベルグモデルで、外部磁場は0としています。イジングモデルを緑の線で、ハイゼンベルグモデルを赤い線でプロットしました。
ハイゼンベルグモデルがイジングモデルと違って2次相転移(比熱の発散)を起こさないためにピークが緩やかなのかな、と思ったのですが、だとすると相転移を起こさない理由がわかりません。また、ハイゼンベルグモデルのピークがイジングモデルよりも高温寄りにずれている理由もわからないので、どちらかわかる方がいらっしゃったら教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

スピン間相互作用を -J S_i・S_j の形に書くことにして
2次元正方格子イジングモデルでは T_c/J ≒ 0.57,
ハイゼンベルグモデルでは T_c/J = 0
3次元単純立方格子イジングモデルでは T_c/J ≒ 0.75,
ハイゼンベルグモデルでは T_c/J ≒ 0.61
です.
ハイゼンベルグモデルの方が秩序が起こりにくいので,
同じ格子で見て T_c/J が小さくなっているのは自然です.

計算結果とは逆になっていますが,理由はすぐにはちょっとわかりません.
2×2×2の8スピンが小さすぎるのかも知れません.
この系だと周期的境界条件と開放境界条件の違いはちょうど J を倍にすることに
なってしまいます.

計算のチェックも必要ですかね.
2スピンは簡単に手でできます.
4スピンはトータルの磁化で分類すれば6×6の行列になり,
さらに対称性で分類できますから,これも手で解けるでしょう.

> イジングモデルの方がパラメータの変化に対して敏感なようです。

イジングモデルはz成分1つしかないのに対して
ハイゼンベルグモデルはx,y,zの3成分あります.
ごく単純に考えれば,磁場はz成分にのみ関係しますから,
イジングモデルの方が磁場が効きやすいように思えます.
ただし,3成分は独立でなくて交換関係がありますから,
いつでもそんなに単純かどうかはわかりませんね.

スピン間相互作用を -J S_i・S_j の形に書くことにして
2次元正方格子イジングモデルでは T_c/J ≒ 0.57,
ハイゼンベルグモデルでは T_c/J = 0
3次元単純立方格子イジングモデルでは T_c/J ≒ 0.75,
ハイゼンベルグモデルでは T_c/J ≒ 0.61
です.
ハイゼンベルグモデルの方が秩序が起こりにくいので,
同じ格子で見て T_c/J が小さくなっているのは自然です.

計算結果とは逆になっていますが,理由はすぐにはちょっとわかりません.
2×2×2の8スピンが小さすぎるのかも知れません.
この系だと周期的境界...続きを読む

Qセラミックス加工について

 他の質問の回答を拝見して、セラミックスとはどういう物があるのかは分かりました。陶磁器やガイシ、ガラス等色々あるんですよね。
しかし、いまいちセラミックス自体がピンと来ません。と言うより理系は不得意分野なので・・・・。(^^ゞ

セラミックス化とはどういう事なのか、またセラミックス加工とはどういう加工を行うのか教えてください。出来るだけ易しくお願いします。(;^_^A

一概には言えないと思いますが、セラミックス加工って、単純に木炭みたいに炭化させると言った訳ではないですよね?(^^ゞ

全くの無知で申し訳ございませんが、ご回答お待ちしております。

Aベストアンサー

>セラミックス加工により建材として
2つ可能性があります。
一つは.貝殻を粉砕(加工・成形)して.貝殻をカルシウム材料として使用する場合
もう一つは.貝殻の形状を保ったまま.表面に適当なガラスを塗り付けて焼く場合
です。建材ならば前者でしょう(セメント原料として北海道産ホタテ貝貝殻が使用されている)。
ただ.単に焼き(熱分解して).酸化カルシウムを主体とする石(アルミやけいせきも多少含まれているのでカルシウム系焼結体になります)にすると.貝の粒子は粗い粒子を有機物で押えているだけですから.表面がでこぼこになり.イオン交換機能が上昇してカルシウムが溶けやすくなり.凝集しやすくなることが見当つきます。

>下水汚泥焼却残渣、
これは.主に泥です。有機物を熱分解して残る泥(関東地方では関東ローム)に粘土鉱物を混ぜれば.見た目を気にしない建築材料として使用可能です。
>清掃工場焼却灰
これは.主要成分がカルシウムとアルミ(アルミ缶焼却物)です。粘土鉱物を適当に混ぜれば.見た目を気にしない(鉄(鉛など顔料)が含まれているので色が黒くなる)建築材料として使用可能です。

>セラミックス加工により建材として
2つ可能性があります。
一つは.貝殻を粉砕(加工・成形)して.貝殻をカルシウム材料として使用する場合
もう一つは.貝殻の形状を保ったまま.表面に適当なガラスを塗り付けて焼く場合
です。建材ならば前者でしょう(セメント原料として北海道産ホタテ貝貝殻が使用されている)。
ただ.単に焼き(熱分解して).酸化カルシウムを主体とする石(アルミやけいせきも多少含まれているのでカルシウム系焼結体になります)にすると.貝の粒子は粗い粒子を有機物で押えてい...続きを読む

QE = mC^2のEは温度や比熱に無関係か

http://ja.wikipedia.org/wiki/E%3Dmc2 を閲覧しての質問です。

1 Aの銅片は摂氏0゜、質量mとする。
2 Bの銅片は摂氏1゜、質量mとする。
3 Cの純水は摂氏0゜、質量mとする。
4 Dの純水は摂氏1゜、質量mとする。
5 エネルギー・質量保存則とはE =mC^2である。

5によって物質の何たるかに関わらず質量が同一であればエネルギーは等価であると理解しました。
一般に教養書における5の式の説明文では物質の温度や比熱の異同については何も述べずに、いきなりE=mC^2が出てくるように見受けられます。エネルギー・質量保存則では温度や比熱の相違に関わらずA~Dの全てが同じエネルギーをもつのですか。それとも、エネルギー・質量保存則はエネルギーの一部についてのみ述べているのであって熱エネルギーをも含めて考えればDが一番大きなエネルギーをもつのですか。今現在はA~Dの全てが同じエネルギーをもつのだろうと予想しています。
その根拠は
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=215758 のNo.5の回答から
B、Dが摂氏0゜に下がったときには質量がmより減少すると読み取れるからです。このことから質量が同じであれば温度や比熱の相違に関わらず熱エネルギーをも含めて同じエネルギーをもつ、すなわちA~Dの全てが同じエネルギーをもつのだろうと予想しました。この理解は正しいですか、間違っていますか。
よろしく、お願いします。

http://ja.wikipedia.org/wiki/E%3Dmc2 を閲覧しての質問です。

1 Aの銅片は摂氏0゜、質量mとする。
2 Bの銅片は摂氏1゜、質量mとする。
3 Cの純水は摂氏0゜、質量mとする。
4 Dの純水は摂氏1゜、質量mとする。
5 エネルギー・質量保存則とはE =mC^2である。

5によって物質の何たるかに関わらず質量が同一であればエネルギーは等価であると理解しました。
一般に教養書における5の式の説明文では物質の温度や比熱の異同については何も述べずに、いきなりE=mC^2が出てくるように見受けられます。エネル...続きを読む

Aベストアンサー

#2の続きです。

 0℃の1gの水があるとして、その温度を1℃にした時の質量を、
私は、E=mc^2 に従って計算してみました。その値は
 約1.00000000000005g  です。
その差は余りにも小さいので、
普通はこの温度変化をしても、水の質量は変わらないとしているのですね。
 しかし、本当はごくわずかとはいえ、質量は変化していることになります。


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