熱容量の必要なエネルギーとは内部エネルギーではないのか

熱容量の定義は「物質の温度を1K上昇させるのに必要なエネルギー」となっていますが、気体の場合、その必要なエネルギーとは内部エネルギーのことですか、それとも気体が吸収した熱量ですか？

また気体が吸収した熱量の場合、内部エネルギーとは気体の温度変化に使われるのではないのですか？

ただ気体の運動エネルギーを表しているだけなのでしょうか？

教えてください

質問者からの補足コメント

• 内部エネルギーの変化量は気体の温度変化に使われるのですね
  
  ここでもう一つ疑問があるのですが、ならなぜ熱容量の定義に内部エネルギーの変化量ではなく、吸収した熱量を使うのでしょうか？
  定義だから仕方ないと思った方が良いのでしょうか？
  
  気体が吸収した熱量のうち外部へした仕事の残ったエネルギーが気体の温度変化に使われたという解釈をもっていたのですが、これは間違いなのでしょうか？
  
  教えてください！

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2017/01/11 12:02

No.2 ベストアンサー 回答者： rnakamra 回答日時： 2017/01/11 12:50

#1のものです。

>ここでもう一つ疑問があるのですが、ならなぜ熱容量の定義に内部エネルギーの変化量ではなく、吸収した熱量を使うのでしょうか？

先の回答でも述べたとおり、吸収した熱量のすべてが内部エネルギーの増大に寄与するわけではないからです。

特に気体の場合、温度が上昇すると体積が増大します。この体積の増大の際に外部にする仕事が無視できないのです。
また、この外部にする仕事の分と気体の内部エネルギーの増大に使用される熱を分離することはできないため(もし可能なら、熱を仕事だけに変換することが可能ということになりますが、熱力学第二法則によりそのようなことはできないといわれています)、熱容量を考える場合は一体で考えないといけません。
内部エネルギーの変化分だけを考えたい場合は、外部にする仕事をゼロにする、つまり定積変化の熱容量を考える必要があります。

この回答へのお礼

わかりました！ ご回答ありがとうございました

お礼日時：2017/01/11 14:33

No.1 回答者： rnakamra 回答日時： 2017/01/11 07:07

>熱容量の定義は「物質の温度を1K上昇させるのに必要なエネルギー」となっていますが、気体の場合、その必要なエネルギーとは内部エネルギーのことですか、それとも気体が吸収した熱量ですか？

気体が吸収した熱量のことです。


>また気体が吸収した熱量の場合、内部エネルギーとは気体の温度変化に使われるのではないのですか？

内部エネルギーの増大分はほぼ温度変化に使われるといってよいでしょう。気体分子の運動エネルギーの変化になります。

ただ、吸収した熱量は温度変化に使われるだけではありません。
気体の体積が変化したとき、その気体は外部に対して仕事をしています。この仕事に熱量の一部は使用されます。