気体の状態変化

起動

「気体の状態変化.exe」 というファイルをダブルクリックするとソフトウェアが起動します。

起動すると次のような画面が表示されます。

表示されているものは以下の通りです。

1. 気体分子
   • 温度に応じて速さが変化
   • 分子の種類に応じて色と形が変化
   • 初期状態は単原子分子
2. シリンダー
3. ピストン
   • 定積変化ではピストン止めで固定
   • 圧力が上限もしくは下限に達するとピンク色に変化
   • マウスで動かすことも可能
4. 圧力
   • 圧力に応じて矢印の長さが変化
5. データ
   • 数値もしくはグラフを表示
   • 初期状態では数値を表示

操作

操作は画面下部にある操作パネルで行うことができます。

1. 左端のラジオボタンとチェックボックスで気体分子の種類を選択してください。
   単原子分子、二原子分子、三原子分子（直線型）、三原子分子（非直線型）の中から選ぶことができます。
2. その隣のコンボボックスで状態変化を選択してください。
   定積変化、定圧変化、等温変化、断熱変化の中から選ぶことができます。
3. 中央の「加熱」ボタンをクリックすれば気体に熱を加え、「冷却」ボタンをクリックすれば気体から熱を奪います。
   「停止」ボタンでそれらを停止します。「リセット」ボタンで気体の状態を元に戻すことができます。
4. 下のスライダーを左右に動かせばそれに合わせて気体を圧縮または膨張します。
   図の中のピストンをマウスで直接動かすこともできます。
5. 右のコンボボックスでデータの表示を切り替えることができます。
   「数値」、「状態量」、「pVグラフ」、「第一法則」、「比熱」の中から選ぶことができます。

データ

「数値」

圧力、体積、温度および内部エネルギーの変化、熱、仕事を数値で表示します。
内部エネルギーの変化、熱、仕事については現在の状態変化を開始してからの増減を表示します。
（つまり、初期状態からの累積ではなく、状態変化を切り替えるたびにリセットされます。）

「状態量」

圧力、体積、温度を棒グラフで表示します。
標準状態の圧力、体積、温度に対する倍率で表されます。
各状態変化で何が一定なのかを確認することができます。

「pVグラフ」

体積と圧力をpVグラフに示します。
各状態変化のpVグラフにおける移動方向を確認することができます。
●が現在の位置、○が現在の状態変化を開始した位置を表しています。
（●はマウスで動かすこともできます。）
変化の軌跡は以前の変化も含めて線として残ります。
線の色は状態変化の種類を表しています。 （青：定積、緑：定圧、紫：等温、赤：断熱）
上の例は定積加熱⇒定圧加熱⇒等温膨張⇒断熱圧縮と変化させた結果です。

「第一法則」

内部エネルギー、熱、仕事を棒グラフで表示します。
熱力学第一法則を確認することができます。
現在の状態変化を開始してからの増減を表しています。
上の例は単原子分子気体を定圧加熱させた結果です。 （ΔU：約1500J、Q：約2500J、W：約-1000J）

「比熱」

温度変化と熱をグラフにプロットします。
傾きからモル比熱を確認することができます。
現在の状態変化の開始位置が原点となります。
変化の軌跡は以前の変化も含めて線として残ります。
線の色は状態変化の種類を表しています。 （青：定積、緑：定圧、紫：等温、赤：断熱）
上の例は単原子分子気体を定積加熱および定圧加熱させた結果です。 （定積：傾き3/2、定圧：傾き5/2）

設定

• 画面をマウスでドラッグすれば画面の位置を変えることができます。
• 画面の端をマウスでドラッグすれば画面のサイズを変えることができます。
• メニューの「設定 (O)」－「初期化 (I)」ですべての設定を元に戻すことができます。

表示例

その他

使用条件、連絡先、最新版配布場所等は 「はじめにお読みください」 というファイルをご覧ください。