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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


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