大人のための物理やり直し｜熱と気体を「なぜ」から学び直す

熱と気体の分野を、公式の暗記ではなく「なぜそうなるのか」という仕組みから学び直します。たとえば、自転車の空気入れを何度も押すと筒が熱くなります。外から火であぶってはいないのに、なぜ温度が上がるのか。答えは「押す」という仕事が、そのまま気体の内部エネルギーに変わったからです。熱を加えなくても温度は上がる――ここが腑に落ちると、断熱圧縮も、雲ができる理由も、同じ一本の式で説明できるようになります。

本講座では、こうした「理由」を一つひとつ丁寧に解きほぐしていきます。学んだ熱力学は、そのまま次のような場面で活きてきます。

• 暮らし
  エアコンや冷蔵庫が、なぜ「冷やせる」のか
• 仕事のエネルギー
  エンジン・タービンの効率、熱をどこまで仕事に変えられるかの限界
• 天気
  空気が上昇すると冷えて雲ができる、フェーン現象のしくみ

さらに、気体を分子の集まりとして見る気体分子運動論にも触れ、大学の熱力学・統計力学へなめらかに接続します。

なお、物理や化学の予備知識は必要ありません。中学数学の文字式と比例・反比例が扱えれば、無理なく進められます。

よくある質問

Q．熱と温度は何が違うのですか。
A．そこが出発点になります。温度は分子の運動の激しさを表す目盛りで、熱は物体のあいだを移り変わるエネルギーそのものです。この区別から丁寧に扱いますのでご安心ください。

Q．PV図の読み方がまったくわかりません。
A．よくいただくご相談です。縦軸と横軸が何を表し、なぜ囲まれた面積が仕事になるのかを、図をなぞりながら順に確認します。等温・断熱・定積・定圧の四つの違いもここで整理します。

Q．化学で習う気体の分野と、どう違いますか。
A．扱う式は共通していますが、化学が「物質の量」に注目するのに対し、物理では「エネルギーの出入り」に注目します。両者のつながりも合わせてご説明します。

Q．大学の熱力学や統計力学へ進めますか。
A．進めます。高校範囲の熱力学第一法則は、大学ではエントロピーや自由エネルギーへと広がっていきます。到達したい地点をうかがって、道筋を組み立てます。

物理の学び進め方や料金・受講の流れは、物理の学び直し 個別指導のページでご案内しています。

※内容はお客様のご要望等によって変更することがあります。

・高校物理の熱分野を、公式ではなく理屈から学び直したい方
・気体の状態方程式やPV図の意味がつかめていない方
・熱・仕事・内部エネルギーの関係を整理したい方
・エアコンやエンジンなど、熱を使う機械のしくみを理解したい方
・大学の熱力学・統計力学へ進む前に、高校範囲を固めたい方

1)熱量、比熱、熱容量、熱量の保存
2)ボイル、シャルルの法則
3)理想気体、混合気体の圧力
4)気体の分子運動と温度
5)内部エネルギーと熱力学第一法則
6)定積変化、定圧変化
7)等温変化、断熱変化
8)熱機関