皆さんこんにちは。AAの佐藤です。
最近、一週間ほど九州旅行をしており楽しんでいました。九州旅行について聞いてみたいことがあったら、声をかけてください。
さて、物理学の面白さについて話しますが、今回は熱力学について話します。
熱力学といえば高校物理を履修している方はあまり好きなものではないのではないでしょうか。あまりにも抽象的なもの過ぎて…。例えば、圧力、熱、内部エネルギー？ちょっと具体的に理解することは難しいですよね。
ところで、熱力学が大成した年代ってご存じですか？実は1800年代に完成しました。
履修者なら分かると思いますが、状態方程式、ボイルシャルルの法則、ポアソンの関係式、内部エネルギー保存則、などが完成しています。そしてここからがとんでもないのですが、普通、熱って言ったら、分子の運動の激しさによって決まりますよね。よって当然分子について詳しく研究されていないとおかしいですよね。しかし、熱力学が完成した時代では、分子や電子、原子などの存在など全くもって議論されておらず、なんなら誰一人として原子や分子などの理論を考えている人はいません。
このように、明らかに重要そうな分子や原子について知ることなく理論が完成したという、恐ろしい分野なのです。そして、分子や原子の考えを用いて改めて熱力学について考えても、1800年代と全く同じ答えが得られるため驚きです。
大学物理では、1800年代の考え方を用いた熱力学について勉強したり、分子や原子をもとに熱力学の計算をしています。（後者を統計力学と言います。）
物理履修者ならご存じの熱力学の公式はとりあえず暗記って感じで勉強してますよね。私は大学で導出から勉強しましたが、複雑な微分や積分をたくさん計算しないと答えが出ないため身に染みて暗記すべきものだと感じています。大変だと思いますが、暗記を頑張ってください。
とにかく熱力学は想像がしづらい難しい分野ですが、頑張って勉強してください！
また、何か質問や発展的な話が聞きたい方は声をかけてください。待ってます。
