今後の予定 8日目 11月13日 口頭報告答あわせ,講義(5章) 9日目 11月27日 3・4章についての小テスト,講義(5章続き) 2日目資料 今後の予定 8日目 11月13日 口頭報告答あわせ,講義(5章) 9日目 11月27日 3・4章についての小テスト,講義(5章続き) 10日目 12月 4日 小テスト答え合わせ 講義(6章), 2回目口頭報告課題の発表 11日目 12月11日 講義(6章の続き) 12日目 12月18日 2回目口頭報告 本日の課題 5章への感想・質問 (i-sysで提出)
ポテンシャルエネルギーと力の関係 落下・上昇にともなう重力ポテンシャルエネルギー変化 力に従って落下 → EP減少 力に逆らって上昇 2日目資料 ポテンシャルエネルギーと力の関係 落下・上昇にともなう重力ポテンシャルエネルギー変化 力に従って落下 → EP減少 力に逆らって上昇 → EP増加 重力 力が大きいほどEPの増減は大きくなる. P32 図2-5
重り = 力学的周囲 宇宙 (熱力学的世界) = 系 +熱的周囲 +力学的周囲 系 系=現在注目している部分 恒温槽 = 熱的周囲 2日目資料 重り = 力学的周囲 宇宙 (熱力学的世界) = 系 +熱的周囲 +力学的周囲 恒温槽 = 熱的周囲 系 系=現在注目している部分 P59 図4-3
DEmech 宇宙 w DEtherm q 力学的周囲 DEuniv = 0 系 DE 熱的周囲 系 DE DEK DEP DEel T 2日目資料 DEmech 力学的周囲 宇宙 w DEtherm q DEuniv = 0 系 DE 熱的周囲 系 DE DEK DEP DEel T 分子集合 状態 化学反応
2日目資料 分子の運動エネルギー 加熱 P38 図3-1
2日目資料 分子間ポテンシャルエネルギー P39 図3-2
2日目資料 電子エネルギー 結合状態の水素分子 P40 図3-3・4 解離状態の水素分子
2日目資料 力学的周囲 宇宙 P DV DH 系 DE 熱的周囲 P62 図4-6 定圧過程では PDVが無視できるときは
化学変化の進む方向は どのようにして決まるのか? 2日目資料 第5章 エントロピー P70 化学変化の進む方向は どのようにして決まるのか?
2日目資料
その影響をやわらげる方向に反応が進む.」 2日目資料 <ルシャトリエの原理> p70 「濃度,圧力,温度などを変化させると, その影響をやわらげる方向に反応が進む.」 2NO2 = N2O4 + 57kJ ・温度下げると発熱: 2NO2 → N2O4 ・温度上げると吸熱: 2NO2 ← N2O4 定量的な法則ではない.
<質量作用の法則> p70 H2 + I2 2HI ・化学反応がどこまで進行するか定量的に計算できる. 2日目資料 <質量作用の法則> p70 H2 + I2 2HI ・化学反応がどこまで進行するか定量的に計算できる. ・化学反応以外の変化(相変化など)を扱えない.
Q.「化学変化の進む方向はどのようにして決まるのか?」 A.「安定化する方向に進む」 どのような状態が安定なのか言わないと無意味. 2日目資料 Q.「化学変化の進む方向はどのようにして決まるのか?」 A.「安定化する方向に進む」 どのような状態が安定なのか言わないと無意味. 安定性を支配する物理量は? それがエントロピーと自由エネルギーである. p70~71
化学変化の進む方向はどのようにして決まるのか? 2日目資料 化学変化の進む方向はどのようにして決まるのか? <熱力学からの回答> 宇宙(熱力学的世界)のエントロピーが増大する方向に 変化が進む. (エントロピー増大の法則 or 熱力学第二法則) 定温・定圧過程では, 系の自由エネルギーが減少する方向に変化が進む. (自由エネルギー減少の法則) p71
エントロピー増大の法則はなぜ成り立つのか? <熱力学からの回答> 経験によるとエントロピー増大の法則がいつも成り立つ. 2日目資料 エントロピー増大の法則はなぜ成り立つのか? <熱力学からの回答> 経験によるとエントロピー増大の法則がいつも成り立つ. <統計力学からの回答> エントロピーとは乱雑さの度合い. 分子の不規則な熱運動により,乱雑さが増大する. よって,エントロピーも増大する. p71
(本は本棚に,ごみはごみ箱に片付いている) 2日目資料 乱雑さのない部屋 (本は本棚に,ごみはごみ箱に片付いている) 本棚 ごみ箱 ごみ 誰かの部屋 本 p72 図5-1 乱雑さのない部屋のパターンは1通り
(ごみはごみ箱に入っているが,本は床に転がっている) 2日目資料 少し乱雑な部屋 (ごみはごみ箱に入っているが,本は床に転がっている) ・・・ p72 図5-2 少し乱雑な部屋のパターンは10通り
とても乱雑な部屋 (本もごみも床に散らかっている) p72 図5-3 とても乱雑な部屋のパターンは 10×10=100通り ・・・ 2日目資料 とても乱雑な部屋 (本もごみも床に散らかっている) ・・・ p72 図5-3 とても乱雑な部屋のパターンは 10×10=100通り
<エントロピー> p73 孤立系(宇宙)のエントロピーは自発的に増大する. (エントロピー増大の法則 or 熱力学第2法則) 2日目資料 <エントロピー> p73 孤立系(宇宙)のエントロピーは自発的に増大する. (エントロピー増大の法則 or 熱力学第2法則) エントロピーは乱雑さの指標である.
2日目資料 S とW の関係 P73 図5-4