1 重力 力に従って落下 → E P 減少 力に逆らって上昇 → E P 増加 落下・上昇にともなう重力ポテンシャルエネルギー 変化 P32 図２－５ 力が大きいほど E P の 増減は大きくなる． ポテンシャルエネルギーと力の関係.

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1 1 重力 力に従って落下 → E P 減少 力に逆らって上昇 → E P 増加 落下・上昇にともなう重力ポテンシャルエネルギー 変化 P32 図２－５ 力が大きいほど E P の 増減は大きくなる． ポテンシャルエネルギーと力の関係

2 2 重り ＝ 力学的周囲 系 恒温槽 ＝ 熱的周囲 P59 図４－ ２ 宇宙 （熱力学的世界） ＝ 系 ＋熱的周囲 ＋力学的周囲 系＝現在注目している部分

3 3 熱的周囲系  E 力学的周囲 q 宇宙  E univ = 0  mech  E therm w 系  E EKEK EPEP  E el TV 化学反応

4 4 加熱 P38 図３－１ 分子の運動エネルギー

5 5 P39 図３－２ 分子間ポテンシャルエネルギー

6 6 結合状態の水素分子 解離状態の水素分子 P40 図３－３・ ４ 電子エネルギー

7 7 H H－HH－H 発熱 エネルギー 結合エネルギーと発熱

8 8 熱的周囲系  E 力学的周囲 HH 宇宙 定圧過程では P  V Ｐ６２ 図４ －４

9 9 様々なエネルギーの値の比較 （ｐ６ ３） 共有結合： 約 500 kJ/mol → E el 水素の燃焼熱： 約 500 kJ/mol 水素結合： 約 20 kJ/mol → E p 水の蒸発エンタルピー： 40 kJ/mol ファンデルワールス力： 約 1 kJ/mol → E p アルゴンの蒸発エンタルピー： 6.5 kJ/mol PV 仕事（ 300 K ， 1 atm で 1 mol の気体発生）： 2.4 kJ/mol 分子運動のエネルギー（ 300 K ， RT の値）： 2.4 kJ/mol 多くの場 合

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11 11 ＜エントロピー＞ 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． p72

12 12 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） 乱雑さのない部屋のパターンは１通 り 本棚ごみ箱ごみ 誰かの部屋 本 p71 図５－１

13 13 とても乱雑な部屋 （本もごみも床に散らかっている） ・・・ とても乱雑な部屋のパターンは １０ × １０＝１００通り p71 図５－ 3

14 14 ＜エントロピー＞ 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． p72

15 15 体積が膨張するとエントロピーは？ 物質の混合によりエントロピーは？

16 16 体積膨張 混合 p73 図５－５ p73 図５－６

17 17 蒸発，融解によりエントロピー は？

18 18 液体（分子位置可動，体積変化小）結晶（分子位置固定） 気体（分子位置可動，大きな体積膨張） p74 図５－ ７

19 19 分子の向き（配向）の乱 れ p74 図５－ ８

20 20 分子の運動エネルギーの増加により エントロピーは？

21 21 分子の運動エネルギーの増加により エントロピーは？

22 22 W エネルギー =1 W エネルギー >>1 p75 図５－ ９

23 23 p72

24 24 発熱反応はなぜ自発的に進むのか？ p76

25 25 W エネルギー =1 W エネルギー >>1 p76 図５－１０ 高エネルギーの（不安定な）結 合 低エネルギーの（安定な）結合 発熱反応はなぜ自発的に進むのか？

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27 27 ボールが低い場所で止まるのはなぜか？ p77 図５－１ １

28 28 マクロ な物体 の運動 分子の運動 p77 図５－ １２

29 29 熱エネルギーになるとエントロピー増加 化学結合エネルギー → 熱エネルギー 電気エネルギー → 熱エネルギー 光エネルギー → 熱エネルギー 力学的エネルギー → 熱エネルギー p75

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31 31 吸熱変化が自発的に進行するの は どういう場合か？ 例： 水の蒸発 食塩の水への溶 解 p78

32 32  S univ >0 ： 正反応が自発的に進む ＝不可逆  S univ =0 ： どちら向きにも反応は 自発的には進まない ＝可逆  S univ <0 ： 逆反応が自発的に進む ＝不可逆 p81

33 33 熱的周囲 系  S 力学的周囲 HH  S therm = －  H/T 宇宙  S mech = 0  S univ =  S +  S therm +  S mech  S univ =  S +  S therm >0 なら自発的に進行．  S univ = + 吸熱で S therm が減少しても，それ以上 に S が 増加すれば，自発的に進行． p80 図 5 － 14

34 34 系 系 重り ＝ 力学的周囲  S mech = 0 p79 図 5 － 13

35 35 熱的周囲 系  S 力学的周囲 HH  S therm = －  H/T 宇宙  S mech = 0  S univ =  S +  S therm +  S mech  S univ =  S +  S therm >0 なら自発的に進行．  S univ = + 吸熱で S therm が減少しても，それ以上 に S が 増加すれば，自発的に進行． p80 図 5 － 14

36 36 エネルギーとエントロピーの 関係 可逆変化の場合．．． さらに，定圧変化の場合．．．

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38 38 自由エネルギーとは何か？ 定温定圧条件下における自発的変化で 自由エネルギーが減少するのはなぜか？ 冊子 p100 質問６－ １ 第 6 章 自由エネルギー P100

39 39 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） p70

40 40 定温・定圧変化では．．． 冊子 p100

41 41 自発変化では 冊子 p100-101

42 42 変化進行方向は  G によって決まる． 反応進行の要因 ・  H が負（発熱する） ・  S が正（乱雑になる）

43 43 熱的周囲 系  S 力学的周囲 HH  S therm = －  H/T 宇宙  S mech = 0  S univ =  S +  S therm +  S mech  S univ =  S therm +  S > 0 なら自発的に進行． p80 図 5 － 14  G /T = －  H/T +  S > 0 なら自発的に進行．  G =  H － T  S < 0 なら自発的に進行．

44 44 ボランティアスタッフ募集 みんなであそぼう！科学の世界 『やればやるほどおもしろい！』そんな科学の世界を思いっきり楽しも う！ ◆日程 １ 2 月 22 日 ( 土 ) ① 10 ～ 12 時 ② 13 ～ 15 時 各３００名 ◆会場 岡山県生涯学習センター（岡山市伊島町） ◆主催 岡山市子どもセンター ボランティアスタッフを高校生、大学生、大人の方にお願いしています。 科学に関心を持つ機会が増えたり、スタッフ同士、あるいは、参加者と のコミュニケーションが楽しい。 午前、午後のみも可。 ********************************************************************************* 12 月 15 ( 土 ) 10 ～ 12 ： 30 には、「みんなであそぼう！科学の世界」ス タッフ養成講座も開かれます。場所は岡山県生涯学習センター情報創作 棟 3F 美術室。

45 45 中学校教員採用試験合格者との懇談会 日時： 12 月 12 日（水） １１：００～１ ２：００ 場所： 未定 内容： 化学科 4 年生の中学校教員採用試験 合格者（ 2 名）が教員採用試験に向 けた勉強方法、教員採用試験の実際 などについて話題提供した後、フ リーディスカッションする。 参加希望者は？