ベストアンサー 摩擦による熱の発生は不可逆変化であることの証明 2002/06/27 17:10 摩擦による熱の発生は付加逆過程であることを示そうとしても、当たりまえのような気がして、なかなか示せません。どうか教えてください。 みんなの回答 （1） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー Mell-Lily ベストアンサー率27% (258/936) 2002/06/27 23:45 回答No.1 参考HPです。 参考URL： http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~ft11196/lecture/Physics-II/04-cycle/contents.html 質問者 補足 2002/06/28 09:33 示していただいたURLにアクセスできないのですが・・・。申し訳ありませんが、URL確認をしていただければ幸いです。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 不可逆過程 摩擦による熱の発生は不可逆過程であるといえるのですか？ 耐摩耗性材料で摩擦熱を発生させたい 金属で摩擦熱を発生させたいのですが すぐ摩耗してしまいます 良い材料を教えてください 金属以外で摩擦熱を発生させる材料がありますか たとえば 液体関係で攪拌する 現在 物理的に力を与えて摩擦熱を発生させてますが 電子レンジ等の方法は別にしたいです 宜しくお願いします 皆さんから早速の回答ありがとうございました 目的を書きませんでしたが自然ｴﾙｷﾞ-の使用で 連続使用で耐摩耗が必要です 発熱した熱の用途はいろいろあると思いますが 水を加熱して家の中まで引こうと思ってます 寒い所にいますので冬を少しでも暖かくなればです 動力源は側溝（小川）に流れている水力です 現在熱くはなりますが摩耗のため長くは出来ません 費用（材料）も安価にしたいです 大きさは50センチ角くらいです 摩擦の発熱方法のアイデアも有ればありがたいです 再度宜しくお願いいたします 「不可逆過程であることをトムソンの原理を用いて証明せよ」という質問について 問題で「摩擦を伴う状態変化は不可逆過程であることをトムソンの原理を用いて証明せよ」というものがあるのですが、解説を読んでもよくわかりません。 解説は「いま、摩擦現象が可逆変化であると仮定すると、摩擦によって発生した熱を物体から取り去り、これを仕事に変え、しかも他に何も変化を残さないようなサイクルが存在することになる。これはトムソンの原理に反する。すなわち、最初に摩擦現象を可逆変化と仮定したのは誤りである。」とあります。 可逆変化と仮定した場合の説明がよくわからないのですが、どなたかわかりやすく教えていただけないでしょうか？よろしくお願いします。 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 運動エネルギーが摩擦により熱エネルギーに変換させることについて 運動エネルギーが摩擦により減少するのは、摩擦力が仕事をしたためであると思っておりました。その際に摩擦により熱が発生することはイメージできるのですが、なぜ摩擦により熱が発生するのかその理由がわかりません。 質問１：摩擦により運動エネルギーが減少するのは、(1)摩擦力による仕事のため、(2)熱が発生するため という理解で宜しいのでしょうか？ 質問２：なぜ、摩擦により熱が発生するのかその理由がわかりません。木と木をこすり合わせても熱が発生しますよね。木の場合、こすり合わせることで細胞が分子運動をするということなのでしょうか？ おかしな質問かもしれませんが、どうか宜しくお願い致します。 熱力学第二法則と可逆変化・不可逆変化および自発的な変化 熱力学第二法則およびエントロピー増大の法則において、 「○○のような変化は起こりえない」 「可逆変化だとエントロピーは変化せず、不可逆変化だとエントロピーは増大する」 のように、エントロピーという概念に基づいて不可逆的な変化の過程というものが特徴づけられています。 1つわからないのは、この不可逆変化という概念と、自発的な変化という概念との関連性です。確かに熱力学第二法則では低温物体から高温物体へ自発的に熱が移動する変化などは起こりえないということは原理として定められていますが、逆の変化が(外部からの介入なしに)自発的に起こりうる、ということに関してはどこにも述べられていません。もちろん、直感的・経験的にはそのような変化が自然に起こるのは明らかですが、科学理論の体系としては、 ある反応が起こらない、ということだけではなく、その逆の反応が自発的に起こる、ということも原理または定理の形で明言する必要があると思います。 上記の熱伝導や断熱自由膨張のような、エントロピーが増大する変化が「自発的に」起こる、ということは、熱化学においてどの原理に含意されるあるいはどの原理から導出される結論なのでしょうか。 熱の発生について 物質内の細かい粒子は振動しても、なんらかの摩擦が生 じなければ熱は生じないものですか？ それとも 物が振動する＝熱でしょうか？ 例えば気温が高いということは空気中の粒子がよく振動している（エネルギーを持っ ている）ことと同じことなのでしょうか？ 摩擦で暖かくなるのは、摩擦により表面の原子がエネルギーをもらって振動するから でしょうか？ 「振動→摩擦→熱」ではなく「摩擦→振動（熱）」と思って良いのでしょうか？ 摩擦と熱について 運動エネルギーは摩擦にともなって熱エネルギーに変換されるそうですが、冷たい缶ジュースを振りつづけると温かくなりますか？ 熱の正体と熱が生じる原因 熱とは原子分子の運動の強さの統計的な量だと教授に教わりました。 ここで疑問なのですが、どういった過程で分子が運動をする事によって熱が生じるのでしょうか。よく分子同士が衝突し合う事でエネルギーが散逸して熱が発生すると言われている気がしますが、なぜ運動エネルギーが損失した分が熱に変わるのがよく分かりません。 手のひらで机の上を素早くこすると摩擦熱が生じて熱く感じますよね。机をこすりながら動く手の運動エネルギーに対して運動の邪魔をする摩擦力の仕事分が熱に変わるというのは、摩擦力の仕事が手のひらの分子に伝わり、手のひらの分子の運動が激しくなった結果熱を感じたという事でしょうか？ だとすると、分子同士の衝突も物体間の摩擦力も運動エネルギーの変化の過程で熱が発生する原因が分かりません。 それとも熱とエネルギーは同義で分子同士で運動が干渉する時、各分子が持つエネルギーの受け渡しの際にお釣りというか手数料として機械的に熱に変わる物としか説明できないのでしょうか？ エネルギーという分子の運動状態を表す、計算によって求められた概念が一体どのようにして現実世界で直接熱を生み出すのでしょうか。 誰かご教授お願いします。 摩擦 物体を擦りあうと摩擦熱が発生しますよね？そのとき電流って流れるんですかね？その電流は求められるのでしょうか？ 摩擦熱で発火は可能？ 人の力で起こす摩擦熱で発火は可能でしょうか？ ミキサーに野菜を入れると、摩擦で熱が生じているのですか？ ミキサーに野菜を入れると、摩擦で熱が生じているのですか？ 数分でジュースになるし、別にあったかくなっていないのですが、摩擦で熱が生じているという人がいるので・・ 摩擦熱 道路を車が走っている時のタイヤの摩擦熱を出す計算 よろしくお願いします。 例 時速120ｋｍ、道路温度50℃、乗用車1000ｋｇの条件など・・・ 計算が合わない...(摩擦熱) 摩擦熱の問題なのですが、問題集の答えが最後の答えの数字しか載ってなくて、計算が何回やっても合いません。分かる方がいたら教えてください！ ・粗い水平な床の上で、質量50g、比熱0.40J/g・Kの物体を滑らせたところ、物体は10m進んで止まった。止まった勅語の物体の温度は、最初より0.10K上昇していた。 重力加速度の大きさを9.8m/s^2とし、生じた摩擦熱の80％が物体の温度上昇に用いられたとする。 (1)物体が止まるまでに生じた摩擦熱はいくらか。 A.2.5J 摩擦力のした仕事が熱エネルギーに・・・ ２つのボール（ＡとＢ）がこすれるように衝突して、 ２物体間に摩擦力が働き、その摩擦力のした仕事が 熱エネルギーに変わる。としたとき、 １）ＡがＢから受けた摩擦力によってなされた摩擦力による仕事と、 ２）ＢがＡから受けた摩擦力によってなされた摩擦力による仕事は、 どちらか一方考えれば他方は考えなくて良いのでしょうか? つまりこれは２物体の非完全弾性衝突なので それぞれの運動エネルギー（Ｋ）は、衝突の前後で Ｋ（Ａ前）+ Ｋ（Ｂ前） ＝ Ｋ（Ａ後）＋ Ｋ（Ｂ後）＋熱エネルギー このようになると思うのですが、この“熱エネルギー”は 上の１）か２）のどちらか一つの仕事と考えてよいのでしょうか？ 空気摩擦熱？ 宇宙船が、地球の空気中を高速で移動する際に発熱する理由として、空気との摩擦ではなく、空気の圧縮による発熱（空力加熱）が主な原因としてJAXAのwebページ等でも紹介されていました。 それでも、空気との摩擦による発熱もかなりあるように感じます。 空気の摩擦熱が、どの程度になるか考え方がわかる方教えてもらえませんでしょうか。 エントロピーと不可逆変化について エントロピーと不可逆変化について いま学校の物理でエントロピーについて勉強しているんですが、 問題集の中に解き方がわからない問題があって困ってます。 その問題がこれです。 問題：熱容量Ca,温度Taの物体Aと熱容量Cb,温度Tbの物体Bとを接触させて熱平衡状態にした。 Ta>Tbとし、また外部との間に熱の出入りはないとする。 (1)接触後の熱平衡状態の温度Tfを求めよ。 (2)この過程における物体AとBのエントロピー変化を、それぞれ求めよ。 (3)この過程において全系のエントロピーは増加していることを証明せよ。 ここでは、Ca=Cb=Cとしてよい。 教科書や参考書を見てもいまいち解き方がわからないので、解き方と答えを教えてほしいです。 よろしくお願いします。 テフロンの摩擦について テフロンをガイドとして使用し 金属面を挟んで移動する構造になってます。 テフロンは熱で膨張しやすいせいか 移動物が固着して動かない場合があります。 クリアランスはとりあえず無視します。 環境温度は、高くないので 摩擦熱が発生してると考えた時 グリスなどを密着面に塗ると摩擦係数がより下がるという認識でよいでしょうか？ 転がり摩擦について 以前に質問しましたが、返答がないのでもう１度させていただきます。 「転がり摩擦とは何でしょうか？」 教科書を見ると転がり摩擦が働いていない円柱でも、斜面を転がっています。これらは何によって回転しているのでしょうか？慣性モーメントが働くなら分かるのですが、摩擦がない場合、重心にmgsinθしか働かないので重心周りのトルクは発生しないと思うのですが。 また「滑る」という物理表現もよく分かりません。というのは、 転がり摩擦<最大静止摩擦力 という条件で滑らないということなのですがこれが理解できないのです。滑るという事は、物体が斜面を下り始める時だけなのか、下っている過程でずっと滑り続けるのかどっちなのでしょうか？上の不等式がどの状態(斜面を下り始める時か、下っている途中か)を指しているのかが分からないのです。ころがり摩擦は静止摩擦力？しかし転がっている時にも作用するから動摩擦的なものでもあるし... どなたか分かりやすく教えていただけないでしょうか？よろしくお願い致します。 プラスチックVS鉄、摩擦熱が高いのはどっち？ こんにちわ。 カテが微妙に違う気がしますが、とりあえずこちらに質問します。 とある調理家電を我流に修理して、約半年ほど使ってきました。 モーターの回転を伝えるプラスチック歯車を支える金属シャフトのはめ込み口が折れてしまったのに気が付かず使っていたら、プラスチック製の平座金が溶けて広がって使えなくなってしまいました。 新しい座金を埋め込めばなんとか治せそうな気がしますが、もし金属製の座金を使ったら、摩擦熱で歯車まで 溶けてしまうのではないかと不安があります。 (サイズ的にも金属のほうのがホームセンターにありそうだから） プラスチックと鉄を摩擦させた場合、熱くなりやすいのは どちらでしょうか？ ちなみに座金とは http://www.neji-nakamura.co.jp/washer.htm こういうような奴のことです。 摩擦について 今力学で転がり摩擦を勉強しているのですが、よく分からないことがあります。同じような質問があり、参考にしましたが、それでも分からないことがあるのでよろしければ教えてください！ 使っている教科書では斜面を円柱が転がっている場合が載っており、 １つは転がり摩擦が働いていない場合 ２つ目は転がり摩擦が働いている場合 １つ目は静止摩擦力によって転がっていると思うのですが、２つ目の場合は静止摩擦力に加え、転がり摩擦も働くと考えてよいのでしょうか？何か教科書を見ると２つ目の場合は転がり摩擦のみによって回転するように書いてあります。 もし静止摩擦力に加え、転がり摩擦も働くのでしたら 転がり摩擦<最大静止摩擦力 で転がるという表現が 転がり摩擦+静止摩擦力<最大静止摩擦力 になると思うのですがどうなんでしょうか？ もし、転がり摩擦のみが作用するのならば、教科書の２つの例は何が違うのか分かりません。 というのは教科書では、転がり摩擦がある場合、転がり摩擦を求めるという過程が書いてあるのですが、これは、転がり摩擦が働いていない場合の、回転に作用する静止摩擦力を求めても同じになると思うのですが、違うのでしょうか？分かりにくくてすみませんがどなたか教えていただけないでしょうか？ 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 今も頑なにEメールだけを使ってる人の理由 日本が世界に誇れるものは富士山だけ？ 自分がゴミすぎる時の対処法 妻の浮気に対して アプローチしすぎ？ 大事な物を忘れてしまう 円満に退職したい。強行突破しかないでしょうか？ タイヤ交換 猛威を振るうインフルエンザ カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
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