こんな人に読んでもらいたい記事です．
・「熱力学第一法則」と初めて聞く高校生
（高校物理）
・「熱力学第一法則」ってなんだっけ？
という人
結論
・熱力学第一法則のイメージを，
人の食事から表してみました．
・ざっくりイメージするのにお役立てください
「熱力学第一法則」式をみてイメージできますか？
こんにちはりゅういえんじにあです．
熱力学の基本である法則に
「熱力学第一法則」があります．
熱力学の参考書では必ず出てくる内容ですが，
正確な記述が要求されるため
式や言葉で説明されることが多く，
イメージがつかみにくいことが多くあります．
そこで今回は「ざっくり理解する」ことを
目的に熱力学第一法則のイメージを
説明したいと思います．
そもそも熱力学第一法則ってなんだっけ？
気体には以下のような性質があり，
それをまとめて「熱力学第一法則」と言います．
気体に熱（エネルギー）を加えると…
(1)内部エネルギーが増加する（温度の上昇）
(2)気体外部に仕事をする
のどちらか，または両方になります．
絵で書くと以下のようになります．
ただ，自分も初学だったときには
「内部エネルギー？」「外部に仕事？」
とだいぶ混乱してしまいました．
というわけで，以下で熱力学第一法則を
人間の食事に例えて示します．
気体で考えるからわからなくなる →人の食事で考えよう
まず人間が食事で取ったものは
小腸で体内の吸収されます．
そこで体内で利用できるエネルギーと
それ以外の排泄物に分かれます．
ここで体内で利用するエネルギーの方を
対象にして考えます．
このエネルギーがどのように
消費されるかを考えます．
ここで注意点です．
人間は食べ過ぎたりすると，
身体に贅肉がたまり，いわゆる
「肥満状態」になります．
一方熱力学第一法則を考えるときには，
熱（エネルギー）は貯めることができません．
必ず何かで消費されます．
すると身体に取り入れられたエネルギーは
(1)熱（身体の体温を維持する）
→内部エネルギーの例え
(2)運動（筋肉を動かす）
→気体の仕事の例え
のどちらかに使われることになります．
これが熱力学第一法則を
人間の身体に当てはめたときの
イメージになります．
おわりに
今回，初学者向けに熱力学第一法則の
イメージを「人の食事」から考えてみました．
100%正確に表現しているかと言われると
疑問は残りますが，熱力学の
入りとしては覚えやすい，イメージしやすい
説明にできたと思います．
初めて熱力学を学ぶ人の参考になれば幸いです．
ありがとうございました．
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