負の比熱容量が可能であることがわかりました。しかし私はこれについての説明を見つけようとして成功しませんでした。
負の熱容量は、システムがエネルギーを失うと、その温度が上昇することを意味します。星の場合？システムの温度を上げるためのエネルギー源はありませんか？
回答
検討してください地球の周りを周回し、ある速度$ v $で移動している衛星。軌道速度は、地球の中心からの距離$ r $に、次のように関係しています。
$$ v = \ sqrt {\ frac {GM} {r}} $$
衛星からエネルギーを奪うと、それはより低い軌道に下降するため、$ r $が減少し、したがって軌道速度$ v $が増加します。同様に、衛星にエネルギーを追加すると、より高い軌道に上昇します。
これは、星の負の熱容量の背後にある原理です。衛星を水素原子に置き換え、地球を水素原子の大きな球に置き換えます。エネルギーを取り出す場合次に、水素原子はより低い軌道に降下し、速度が増加します。マクスウェル-ボルツマン分布を使用して速度を温度に関連付けることができるため、エネルギーを取り出すと温度が上昇するため、比熱は負でなければなりません。
もちろん、潜在的なエネルギーを無視しているので、これはちょっとしたごまかしです。エネルギーを取り出すと、システムの総エネルギーは減少します。しかし、減少は位置エネルギーを減少させ、運動エネルギーを増加させることによって達成されます。ビリアル定理によると、位置エネルギーの減少は運動エネルギーの増加の2倍であるため、正味の変化は負になります。
回答
ジョンの答えは非常に包括的ですが、この問題の定性的な理解を強化し、OPにネガティブのより直感的で定性的な説明を提供するために、この回答を追加したいと思います。 OPがより定性的な（そして直感的な）種類の説明を探しているように見える比熱容量。
岩や星のような通常の物体の場合、温度は内部運動エネルギーの直接的な尺度です。オブジェクト-つまり、その構成要素の運動エネルギー。さて、もし-そのようなオブジェクトの構成が、内部の運動エネルギーが増加（減少）するときはいつでも、オブジェクトの構造が次のように変化しなければならないような性質のものである場合その位置エネルギーは、増分よりも大きい量だけ減少（増加）します内部の運動エネルギーを緩和（減少）させると、明らかに比熱容量が負になります！
ブラックホールの場合、話は少し異なります。私はブラックホールのストリング理論的ミクロ状態を使用してホーキング温度を決定する研究を研究していないので、ブラックホールの負の比熱容量の背後にある説明的またはより深い推論を実際に提供することはできないと思います-しかし私はブラックホールの比熱容量を導き出すメカニズムを解明し、それが負でなければならないことを明確に示しています。
ブラックホールの温度は$ T = \ dfrac {\ hbar c ^ 3} {8 \ pi GM} $で与えられます。ブラックホールのエネルギーは$ E = Mc ^ 2 $と見なされます。したがって、$ dE =-\ dfrac {\ hbar c ^ 5} {8 \ pi G T ^ 2} dT $。したがって、比熱容量$ C = \ dfrac {1} {M} \ dfrac {dE} {dT} =-\ dfrac {\ hbar c ^ 5} {8 \ pi GM T ^ 2} $。定性的には、ブラックホールの温度はその面積の増加に伴って低下し（ブラックホールが大きいほど低温になります）、その面積の増加に伴って増加するはずであると考えることもできます。質量（エネルギー）、ブラックホールの比熱容量は負でなければなりません。
回答
星（質量と密度が非常に大きい）の場合、重力が熱の増加の原因であると見なされます。なぜなら、熱と体積（したがって密度）、つまり（巨大な）星の重力が関係しているからです。
これは、（星の）核融合を可能にする核融合を可能にする要因の1つです。 。 2つの効果熱力学（および運動エネルギー）と重力は 負のフィードバックループ （動的安定性を意味します）
回答
熱を与えるときシステムの温度は上昇しますが、システムが拡張すると温度は低下します。広がりが温度の低下が大きいような方法である場合、与えられた熱による温度の上昇。その後、熱を与えた後でも温度が下がるので、この状態では比熱が負になる可能性があります