1 今後の予定 8 日目 11 月 17 日（金） 1 回目口頭報告課題答あわせ， 第 5 章 9 日目 12 月 1 日（金） 第 5 章の続き，第 6 章 10 日目 12 月 8 日（金） 第 6 章の続き 11 日目 12 月 15 日（金）， 16 日（土） 2 回目口頭報告 12 日目 12.

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1 1 今後の予定 8 日目 11 月 17 日（金） 1 回目口頭報告課題答あわせ， 第 5 章 9 日目 12 月 1 日（金） 第 5 章の続き，第 6 章 10 日目 12 月 8 日（金） 第 6 章の続き 11 日目 12 月 15 日（金）， 16 日（土） 2 回目口頭報告 12 日目 12 月 22 日（金） 2 回目口頭報告課題答あわせ 13 日目 1 月 12 日（金） 予備テスト 本日の課題（ i-sys ） ： 5 章を読んで，感想・質問を書け． 追加の演習問題（符号のみを i-sys で回答）．

2 2 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 P30 図２－５ 力が大きいほど E P の 増減は大きくなる．

3 3 重り ＝ 力学的周囲 系 恒温槽 ＝ 熱的周囲 全宇宙 （熱力学的世界） ＝ 系 ＋熱的周囲 ＋力学的周囲

4 4 熱的周囲系  E 力学的周囲 q 全宇宙  E univ = 0  mech  E therm w 系  E EKEK EPEP  E el TV 化学反応

5 5

6 6 H H－HH－H 発熱 エネルギー 結合エネルギーと発熱

7 7 熱的周囲系  E 力学的周囲 HH 全宇宙 定圧過程では P  V Ｐ５９ 図４ －４

8 8 化学変化の進む方向は どのようにして決まるのか？

9 9

10 10 ＜ルシャトリエの原理＞ ｐ６７ 「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．」 2NO 2 = N 2 O 4 + 57kJ ・温度下げると発熱： 2NO 2 → N 2 O 4 ・温度上げると吸熱： 2NO 2 ← N2O 4 定量的な法則ではない．

11 11 H 2 + I 2 2H I ・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． ＜質量作用の法則＞ ｐ ６７

12 12 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． Ｐ６７～６８

13 13 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＞ 全宇宙（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） Ｐ６８

14 14 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． Ｐ６８

15 15 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 Ｐ 69 図５－１

16 16 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） ・・・ 少し乱雑な部屋のパターンは１０通り Ｐ 69 図５－ 2

17 17 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 Ｐ 69 図５－ 3

18 18 ＜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． Ｐ 70

19 19 S と W の関係 Ｐ 70 図５－ 4

20 20 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？

21 21 体積膨張 混合 p71 図５－５ p71 図５－６

22 22 蒸発，融解によりエントロピー は？

23 23 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） p72 図５－ ７

24 24 分子の向き（配向）の乱 れ p72 図５－ ８

25 25 原子の運動エネルギーの増加により エントロピーは？

26 26 W エネルギー =1 W エネルギー >>1 p73 図５－ ９

27 27 p70

28 28 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

29 29 発熱反応はなぜ自発的に進むのか？

30 30 W エネルギー =1 W エネルギー >>1 p74 図５－１０

31 31

32 32 ボールが低い場所で止まるのはなぜか？ p75 図５－１ １

33 33 マクロ な物体 の運動 分子の運動 p75 図５－ １２