ボーッと熱力学を考える [科学ネタ]
移動中です。授業の。
今日も超満員電車です。
こういう時は思考するに限ります。
なんでもそうですが
集団の挙動を扱うのは難しいです。
ここにいる超満員電車のそれぞれの人生を…
まとめてなんて扱える訳がないです。
熱力学みたいなマクロを扱う学問もありますが…
実は
熱力学も適応範囲は狭いです。
平衡状態という
非常に特殊な状態に限って言えば
巨視的な変数
(科学的根拠が薄弱だとか怒られる)
温度や圧力、体積と言った
少数の変数でかなりうまく扱えますが…
それ以外は…結構苦手です(^◇^;)
全然ダメだとさえ言われてます（笑
しかも同業者に（笑）
そもそも平衡状態って…みたいな
ことを言われると…う、う、う…となります。
でもミクロに考えるよりも
熱力学的に考えた方が
うまくいくこともあるのです。
沸点上昇やタンパク質と薬の会合とか…
まだそんなに数はないですが(^◇^;)
理論の説明として
ミクロよりも
熱力学が勝つこともあるんです！
(ここで強調しておかないと)
元々、熱力学は分子論を必要としませんでした。
え、じゃああの高校で習う分子運動論は？
あれは
統計力学というのが出来まして…
というか
順序が逆でして
以前は
分子や原子が分かったのだから
(分子論)
もうマクロ的な熱力学なんて
いらなくね〜
みたいになった時代がありまして…
でもそんな時に
分子論に
熱力学と統計力学が必要であることが分かった
というのが実際のところです。
あと
皆さん科学の信者ですから
気づいてないかもしれませんが
実は
高校物理の気体分子運動論で
気体の状態方程式は導けておりません（笑）
えへへ(￣◇￣;)
流石に
これを、学校教育でほどよく洗脳された生徒に
指摘されたことはないですが
実は
さらっと信者向けに進めているので
皆さん気が付きませんが（笑）
重大な飛躍があります。
ボルツマン定数がよく分からないんですが？と
生徒に言われて、
あれ？気づいちゃったか
と、ドキッとしたことはありますが
大丈夫大丈夫…分子一個あたりの気体定数
みたいにゴーンし(論点をすり替え)
明らかな飛躍があることに気がつかれてない（笑）
勿論、私もそんなことは、
いちいち、もめるだけだから言わないですが。
このブログでは
揉めたくないので、言いますと
大学でエントロピーという概念を導入する
そうすると一瞬で気体の状態方程式が導けるんです！
えっへん。
ミクロとマクロの橋渡しができる。
ボルツマン…流石やなあと。
こういうこと、つまりある種の誤魔化しは
実は物理では沢山あります。
今、熱力学の話をしていますが
エントロピー＝乱雑さ
では本当はないです。
乱雑さという風に考えられる時があるというだけで、
実際は自己組織化や結晶化でエントロピーが増大します。
乱雑さは減っているのに。
ただ…ちゃんと説明するにはしっかり
熱力学を勉強してもらわないと
より深く洗脳されないと…
理解できません。
だからまあ
乱雑さでいっかー
みたいに私は聞かれたら言います。
初学者の人には。
ただ…乱雑さだと思ってると
ちゃんとしたエントロピーの理解には
永久にたどり着けませんが(^◇^;)
そんな大切なこと早く教えて！
と言われるかもしれませんが
物事には順序というのがありまして…すみませぬ。
でも
もう熱力学ってエントロピーから教え始めた方が
いいと思いますよ。
その方が遥かに分かりやすいです。
なんだこの回り道みたいな…
私も今の高校物理
時々？？？的なところは
正直あります。
皆さんあるでしょうが。
まあゲームゲーム（笑）
中学入試の算数だってねえ。
微積使えないから
速さで全部やる不思議な世界じゃないですか。
あれ実際の生活で置き換えたら大変大変。
そんな感じです。
熱力学
興味のある方は東京大学出版会の
清水明先生の「熱力学の基礎」
をどうぞ。
別に紹介料はもらってないですが（笑）
エントロピーから
演繹的に書かれてる現代風の教科書です。
立ち読みしかしたことないですが(^◇^;)
分かりやすいと思います。
古い教科書はやめた方がいいです。
ただの回り道。
数学は大学教養課程くらいの数学で…
多分わかります。
熱力学で
信者になれるかどうかの山場って
最初の方に来ます(￣◇￣;)
熱力学第3法則ってありますね。
ネルンストの考えたものをプランクが
エントロピーの言葉で言い直したもの。
「単純系で絶対温度が0に向かう場合はエントロピーも
0に向かう」
という
これは原点を多くの物質で共有できるのは便利なのですが
実はこの要請自体は熱力学に必須ではないです。
(法則ってそういうもんじゃねーだろとか言わないで〜)
分かりやすい例で言うと
理想気体はこの法則が成り立ちません！
あんな熱力学でメジャーキャラが…
それ以外にも多くのキャラが除外対象(^◇^;)
そして結構な人が躓いて
信者を辞めちゃうのが
仕事と熱…
この修行をしっかり超えたら
悟りがひらけたら
在家くらいにはなれます。
高校物理では…いい加減なことを言ってますが。
仕事と熱は状態量でも変化量でもないです。
ΔWとかΔQとか本当はダメね(￣◇￣;)
この辺で空き缶が飛んできそう。
いつもお前書いてるだろ、言ってるだろうって…
罪悪感は感じてます。
でないとエントロピー…なしで
エントロピーのない熱力学って…。
熱の流入、流出もいかん
熱素説じゃないんだから。
ボルツマーン
本当に言いたいです
もう熱力学はエントロピーでやろって
21世期やし。
大学2年までの数学を高校2年までで
教えれば大丈夫！きっと熱力学がよくわかる。
何より教えやすい！です。
準静的変化って何？
生徒から良く聞かれます。
微積分が使えるような大人に都合のいい変化です。
微積分が使えるようなっていう
いいなあそういう変化っていう(￣◇￣;)
もう汗しか出ない。
準静的過程はゆっくりだとなぜ実現できるのか。
生徒にこの部屋の分子の数密度は均等か？
と聞かれた話を以前書きました。
小学生に。
それは分割次第と言いますか…
細かく分割すればするほど
密度の揺らぎって出ますよね…
細かいひと区間なら分子数ゼロとか。
ある微小の時間幅でほんの少ししか体積を変化
させなければ、その変化させた体積くらいなら
粒子が0であることもめずらしくない。
その時間幅が密度の濃淡が解消されるくらいの時間より
十分長ければ、実際上系は非平衡状態になったのか
なってないのか分からない。だからこれを続ければ
準静的変化…って
苦情の電話が鳴り止まないかもな（笑）
でもボーッと読んでみてください。
これが今日の題名
さっきの説明をボーッと
そうするとだんだん身体に染み込む染み込む染み込む…
みんなで頑張っていきましょう
熱力学！
今日も超満員電車です。
こういう時は思考するに限ります。
なんでもそうですが
集団の挙動を扱うのは難しいです。
ここにいる超満員電車のそれぞれの人生を…
まとめてなんて扱える訳がないです。
熱力学みたいなマクロを扱う学問もありますが…
実は
熱力学も適応範囲は狭いです。
平衡状態という
非常に特殊な状態に限って言えば
巨視的な変数
(科学的根拠が薄弱だとか怒られる)
温度や圧力、体積と言った
少数の変数でかなりうまく扱えますが…
それ以外は…結構苦手です(^◇^;)
全然ダメだとさえ言われてます（笑
しかも同業者に（笑）
そもそも平衡状態って…みたいな
ことを言われると…う、う、う…となります。
でもミクロに考えるよりも
熱力学的に考えた方が
うまくいくこともあるのです。
沸点上昇やタンパク質と薬の会合とか…
まだそんなに数はないですが(^◇^;)
理論の説明として
ミクロよりも
熱力学が勝つこともあるんです！
(ここで強調しておかないと)
元々、熱力学は分子論を必要としませんでした。
え、じゃああの高校で習う分子運動論は？
あれは
統計力学というのが出来まして…
というか
順序が逆でして
以前は
分子や原子が分かったのだから
(分子論)
もうマクロ的な熱力学なんて
いらなくね〜
みたいになった時代がありまして…
でもそんな時に
分子論に
熱力学と統計力学が必要であることが分かった
というのが実際のところです。
あと
皆さん科学の信者ですから
気づいてないかもしれませんが
実は
高校物理の気体分子運動論で
気体の状態方程式は導けておりません（笑）
えへへ(￣◇￣;)
流石に
これを、学校教育でほどよく洗脳された生徒に
指摘されたことはないですが
実は
さらっと信者向けに進めているので
皆さん気が付きませんが（笑）
重大な飛躍があります。
ボルツマン定数がよく分からないんですが？と
生徒に言われて、
あれ？気づいちゃったか
と、ドキッとしたことはありますが
大丈夫大丈夫…分子一個あたりの気体定数
みたいにゴーンし(論点をすり替え)
明らかな飛躍があることに気がつかれてない（笑）
勿論、私もそんなことは、
いちいち、もめるだけだから言わないですが。
このブログでは
揉めたくないので、言いますと
大学でエントロピーという概念を導入する
そうすると一瞬で気体の状態方程式が導けるんです！
えっへん。
ミクロとマクロの橋渡しができる。
ボルツマン…流石やなあと。
こういうこと、つまりある種の誤魔化しは
実は物理では沢山あります。
今、熱力学の話をしていますが
エントロピー＝乱雑さ
では本当はないです。
乱雑さという風に考えられる時があるというだけで、
実際は自己組織化や結晶化でエントロピーが増大します。
乱雑さは減っているのに。
ただ…ちゃんと説明するにはしっかり
熱力学を勉強してもらわないと
より深く洗脳されないと…
理解できません。
だからまあ
乱雑さでいっかー
みたいに私は聞かれたら言います。
初学者の人には。
ただ…乱雑さだと思ってると
ちゃんとしたエントロピーの理解には
永久にたどり着けませんが(^◇^;)
そんな大切なこと早く教えて！
と言われるかもしれませんが
物事には順序というのがありまして…すみませぬ。
でも
もう熱力学ってエントロピーから教え始めた方が
いいと思いますよ。
その方が遥かに分かりやすいです。
なんだこの回り道みたいな…
私も今の高校物理
時々？？？的なところは
正直あります。
皆さんあるでしょうが。
まあゲームゲーム（笑）
中学入試の算数だってねえ。
微積使えないから
速さで全部やる不思議な世界じゃないですか。
あれ実際の生活で置き換えたら大変大変。
そんな感じです。
熱力学
興味のある方は東京大学出版会の
清水明先生の「熱力学の基礎」
をどうぞ。
別に紹介料はもらってないですが（笑）
エントロピーから
演繹的に書かれてる現代風の教科書です。
立ち読みしかしたことないですが(^◇^;)
分かりやすいと思います。
古い教科書はやめた方がいいです。
ただの回り道。
数学は大学教養課程くらいの数学で…
多分わかります。
熱力学で
信者になれるかどうかの山場って
最初の方に来ます(￣◇￣;)
熱力学第3法則ってありますね。
ネルンストの考えたものをプランクが
エントロピーの言葉で言い直したもの。
「単純系で絶対温度が0に向かう場合はエントロピーも
0に向かう」
という
これは原点を多くの物質で共有できるのは便利なのですが
実はこの要請自体は熱力学に必須ではないです。
(法則ってそういうもんじゃねーだろとか言わないで〜)
分かりやすい例で言うと
理想気体はこの法則が成り立ちません！
あんな熱力学でメジャーキャラが…
それ以外にも多くのキャラが除外対象(^◇^;)
そして結構な人が躓いて
信者を辞めちゃうのが
仕事と熱…
この修行をしっかり超えたら
悟りがひらけたら
在家くらいにはなれます。
高校物理では…いい加減なことを言ってますが。
仕事と熱は状態量でも変化量でもないです。
ΔWとかΔQとか本当はダメね(￣◇￣;)
この辺で空き缶が飛んできそう。
いつもお前書いてるだろ、言ってるだろうって…
罪悪感は感じてます。
でないとエントロピー…なしで
エントロピーのない熱力学って…。
熱の流入、流出もいかん
熱素説じゃないんだから。
ボルツマーン
本当に言いたいです
もう熱力学はエントロピーでやろって
21世期やし。
大学2年までの数学を高校2年までで
教えれば大丈夫！きっと熱力学がよくわかる。
何より教えやすい！です。
準静的変化って何？
生徒から良く聞かれます。
微積分が使えるような大人に都合のいい変化です。
微積分が使えるようなっていう
いいなあそういう変化っていう(￣◇￣;)
もう汗しか出ない。
準静的過程はゆっくりだとなぜ実現できるのか。
生徒にこの部屋の分子の数密度は均等か？
と聞かれた話を以前書きました。
小学生に。
それは分割次第と言いますか…
細かく分割すればするほど
密度の揺らぎって出ますよね…
細かいひと区間なら分子数ゼロとか。
ある微小の時間幅でほんの少ししか体積を変化
させなければ、その変化させた体積くらいなら
粒子が0であることもめずらしくない。
その時間幅が密度の濃淡が解消されるくらいの時間より
十分長ければ、実際上系は非平衡状態になったのか
なってないのか分からない。だからこれを続ければ
準静的変化…って
苦情の電話が鳴り止まないかもな（笑）
でもボーッと読んでみてください。
これが今日の題名
さっきの説明をボーッと
そうするとだんだん身体に染み込む染み込む染み込む…
みんなで頑張っていきましょう
熱力学！
お答え [雑感]
こういうご質問には答えられませんが…
志望校は本人が希望するところで
というのが基本です。
勿論
全然適性がないとか
色々アドバイスはする訳です。
でも本人が行きたいと言うならば
何とかしてあげたいですし
その方が生徒も頑張ると思います。
私は合否も大切ですが
それ以上に生徒が頑張る
ことが大切だと思っていて
この時期に色々な能力をつけてあげたいと
思うのです。
人に言われた受験校より
自分が行きたい学校の方が努力はするでしょうし。
大体、合否なんて分からないじゃないですか
判定が低くても受かる生徒もいれば
その逆もある
その日のコンディション、出題傾向…色々あって。
全体として
統計的に見れば
サピみたいにデータを取ってるところは
合ってるのではないかと思いますよ。
私も。
その方が全体としてみた時に
判定ミス判断ミスは減るというのは
統計的に確かだとは思います。
でも
全体としての挙動や確率で私は仕事を
していないと言いますか
1人1人を個としてみているので
サイコロで1が出る確率
無限回振れば1／6になる
それはそうだと思いますが
無限回の試行に私の仕事は意味がないんです。
その生徒が一回サイコロを投げる
その時1が出るか
どうか
それを問題にしてるんです。
よく分析すれば
サイコロの癖や重心
地面の状況、風、流れる角度や
色々な要素で
一回の試行の確率を少しはあげたい
そう思ってるんです。
…で
入試というのはどうしても
こういう運が関わるので
私は本質的には信じてない。
それよりも
努力して
生徒についた諸々の力って
綺麗ごとかもしれないですが
確実かつ役に立つものだと思うんです。
ですから
努力して欲しいというのが
1番にあります
若いうちの苦労は買ってでもした方がいいと
私は思いますので。
その努力は
自分が行きたい学校を目標にした方が
できると思うのです。
合格は結果論だと思っています。
これをある人が見れば詐欺なのかもしれないですが
そういうつもりはないですし
よく話し合って
それで出た結果なんです、第一志望は。
それに向けて
私なりに生徒なりに一生懸命
頑張るだけです。
合格保証とかそういうことは私はできません。
勿論不合格保証も。
今回の桜蔭受験
無理だと言われればそうなのかも
しれないですが
無謀ではないです。
確率的に考えれば
サイコロで7が出るなんてことはないでしょうが
7を出したいと思ってるんです。
ゲームに付き合わせてる…
確かに楽しいです
生徒の力ってどんどん伸びますし
逆に厄介なことも沢山降りかかってくる
その中で合格を勝ち取る育成ゲーム感はあります。
でも、本人もご両親も納得の受験なので
付き合わせてる訳ではないです。
一緒に頑張っているのです。
あと世の中
何が起こるか分からないので
合格したら
講師を辞めるとか
そんな変な賭けしない方がいいですよ♩
とにかく精一杯頑張る
これが大事じゃないでしょうか
志望校は本人が希望するところで
というのが基本です。
勿論
全然適性がないとか
色々アドバイスはする訳です。
でも本人が行きたいと言うならば
何とかしてあげたいですし
その方が生徒も頑張ると思います。
私は合否も大切ですが
それ以上に生徒が頑張る
ことが大切だと思っていて
この時期に色々な能力をつけてあげたいと
思うのです。
人に言われた受験校より
自分が行きたい学校の方が努力はするでしょうし。
大体、合否なんて分からないじゃないですか
判定が低くても受かる生徒もいれば
その逆もある
その日のコンディション、出題傾向…色々あって。
全体として
統計的に見れば
サピみたいにデータを取ってるところは
合ってるのではないかと思いますよ。
私も。
その方が全体としてみた時に
判定ミス判断ミスは減るというのは
統計的に確かだとは思います。
でも
全体としての挙動や確率で私は仕事を
していないと言いますか
1人1人を個としてみているので
サイコロで1が出る確率
無限回振れば1／6になる
それはそうだと思いますが
無限回の試行に私の仕事は意味がないんです。
その生徒が一回サイコロを投げる
その時1が出るか
どうか
それを問題にしてるんです。
よく分析すれば
サイコロの癖や重心
地面の状況、風、流れる角度や
色々な要素で
一回の試行の確率を少しはあげたい
そう思ってるんです。
…で
入試というのはどうしても
こういう運が関わるので
私は本質的には信じてない。
それよりも
努力して
生徒についた諸々の力って
綺麗ごとかもしれないですが
確実かつ役に立つものだと思うんです。
ですから
努力して欲しいというのが
1番にあります
若いうちの苦労は買ってでもした方がいいと
私は思いますので。
その努力は
自分が行きたい学校を目標にした方が
できると思うのです。
合格は結果論だと思っています。
これをある人が見れば詐欺なのかもしれないですが
そういうつもりはないですし
よく話し合って
それで出た結果なんです、第一志望は。
それに向けて
私なりに生徒なりに一生懸命
頑張るだけです。
合格保証とかそういうことは私はできません。
勿論不合格保証も。
今回の桜蔭受験
無理だと言われればそうなのかも
しれないですが
無謀ではないです。
確率的に考えれば
サイコロで7が出るなんてことはないでしょうが
7を出したいと思ってるんです。
ゲームに付き合わせてる…
確かに楽しいです
生徒の力ってどんどん伸びますし
逆に厄介なことも沢山降りかかってくる
その中で合格を勝ち取る育成ゲーム感はあります。
でも、本人もご両親も納得の受験なので
付き合わせてる訳ではないです。
一緒に頑張っているのです。
あと世の中
何が起こるか分からないので
合格したら
講師を辞めるとか
そんな変な賭けしない方がいいですよ♩
とにかく精一杯頑張る
これが大事じゃないでしょうか
