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🔋C1 Laboratory
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🔋C1 Laboratory
1824 年S.Carnotが「火の動力に関する考察」を発表しました。 1 )
力学エネルギーには、pV, 仕事（Fs）、位置エネルギー（mgh）,運動エネルギー（ 1/2mv2）などがあります。
力学エネルギーは 機器分析 センサー 物性 などと関係します。
熱機関は、 熱エネルギー（温度差）と運動エネルギー（ 動力）との エネルギー変換 をします。
💪 力学 （ p V） 髙橋
1成分系では、相律においてn=1であるから、F=3-pで、自由度の最大値は2となります。
F=2のときに変えられるのは、温度と
圧力です。
よって、1成分系では、
温度と
圧力によって、物質が固体、
液体、
気体、超臨界流体のいずれの
状態を示した図を
2成分系では、自由度の最大値は3となります。 鉄ー炭素系平衡状態図などは、よく使われます。
| 状態 | 密度 | 粘性／弾性 | 物質（材料）の例 | コメント | |
|---|---|---|---|---|---|
| 超臨界流体 | 密度大 | 粘性 小 | ボンベの中、火力発電の ボイラー、ハーバーボッシュ法の反応器 | ||
| 気体 | 密度小 | 粘性 小 | 🏞 空気 水素 アンモニア 蒸気 | ||
| 液体 | 密度大 | 粘性 大 | 水、海水 石油 スラリー | ||
| 固体 | 密度大 | 弾性 |
金属材料
鉄鋼
非鉄金属（銅・
アルミニウム）
石炭 セラミックス（ガラス、陶磁器） 木材 プラスチック |
材料として使う |
気体や液体のような 流体は、備蓄や輸送にタンクやパイプの設備を必要とします。
レオロジー液体を気体にしたり、気体を液体にするには、加熱や加圧と言った、 単位操作が必要です。 たとえば、水から温水や水蒸気を作る ボイラーで加熱します。
👨🏫 化学エネルギーから化学エネルギーへの変換| 固体 | 液体 | 気体（真空） | |
|---|---|---|---|
| 固体 |
面接触（例：
ｐｎ接合） 線接触（三相界面）（例：正極合材、 局部電池） 点接触（三相界面 ショットキー接触 ）（例：固体電解質、 炭素導電助剤粒子 ） |
固液界面 （例：サスペンジョン） | 表面 粉体 |
| 液体 | 固液界面 （例：電極と電解液） | 液液界面 （例：エマルション） | 気液界面 （ 表面 ） |
| 気体（真空） | 粉体 表面 | 気液界面 （ 表面 ） | （混合） |
物質は、 様々な状態をとります。 界面や表面 は、ある材料の相と異なる材料の相が接するところです。
電池の内部抵抗は、バルクと界面との両方から生じます。
固体は、形状が決まっているので、接触界面に多様性がある。 また、固体の表面は、バルクとちがって、さまざまな 欠陥があります。
接触抵抗 内部抵抗ｐｎ接合は、ダイオードやトランジスタの基本です 5 ) 6 ) 。
不定比化合物 も半導体になります。
| 状態 | 物質 | 物体 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 気体、 液体、 流体 | 塩素、 🏞 鉄、 🜠 銅、 アルミニウム、 酸素、 グラファイト、ダイヤモンド、硫黄 など | ||
| 固体 | 粉体、粒体、 繊維 | ０次元 | 砂 |
| 糸 | １次元 | ||
| テキスタイル | ２次元 | 紙、布、箔 | |
| ３次元 | インゴット、スラブ | ||
| ３次元 | 鋳物、ファブリック、 自動車 |
工業製品 には、 物体（object）として形や構造が 機能 するものと、形や構造に関係なく 物質 (substance,material,matter)として 機能 するものがあります。 資源から廃棄物までの サプライチェーンの流れで、物質が変わってゆきます。
気体や液体を原料、固体を 材料と区別することもあります。
応力によって変形する気体や液体は流体と言います。
