今後の予定 7日目 11月12日 レポート押印 1回目口頭報告についての説明 講義（4章～5章），班で討論

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1 今後の予定 7日目 11月12日 レポート押印 1回目口頭報告についての説明 講義（4章～5章），班で討論
2日目資料 今後の予定 7日目　11月12日　　レポート押印 　　　　　　　　　　　　　1回目口頭報告についての説明 　　　　　　　　　　　　　講義（4章～5章），班で討論 8日目　11月19日　1回目口頭報告 9日目　11月26日　1回目口頭報告答あわせ，講義（5章） 10日目　12月 3日　3・4章についての小テスト，講義（6章） 回目口頭報告課題の発表 11日目　12月10日　講義（6章の続き） 12日目　12月17日　2回目口頭報告 13日目　 1月13日　2回目口頭報告の答あわせ，まとめ 14日目　 1月21日　予備テスト 15日目　 1月28日　定期テスト 本日の課題 口頭報告の準備

2 内部エネルギーの内訳 P44 図３－７ 原子 分子 電子 分子 ポテンシャルエネルギー：EP 電子エネルギー：Eel 分子
2日目資料 内部エネルギーの内訳 原子 分子 電子 分子 ポテンシャルエネルギー：EP 電子エネルギー：Eel 分子 振動エネルギー：Evib 原子核 運動エネルギー：EK P44 図３－７

3 内部エネルギーの内訳 P44 図３－７ 電子 分子 ポテンシャルエネルギー：EP 電子エネルギー：Eel 分子 原子核 運動エネルギー：EK
2日目資料 内部エネルギーの内訳 電子 分子 ポテンシャルエネルギー：EP 電子エネルギー：Eel 分子 原子核 運動エネルギー：EK P44 図３－７

4 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

5 結晶中の分子は止まっているか？ 結晶 液体 結晶中でも分子は振動運動をしている． 温度が同じなら結晶と液体の分子運動のエネルギーは同じ．
2日目資料 P51　質問３－７ 結晶中の分子は止まっているか？ 結晶 液体 結晶中でも分子は振動運動をしている． 温度が同じなら結晶と液体の分子運動のエネルギーは同じ．

6 なぜ，系，宇宙（熱力学的世界）という言葉を使うのか？
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 なぜ，系，宇宙（熱力学的世界）という言葉を使うのか？

7 DEmech 宇宙 w DEtherm q 力学的周囲 DEuniv = 0 系 DE 熱的周囲 系 DE DEK DEP DEel
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 により 変化 （Tに比例） 分子集合 状態に より変化 分子集合 状態に より変化

8 2日目資料 P一定のとき P一定でないとき　【参考】 重り ＝ 力学的周囲 系 恒温槽 ＝ 熱的周囲 　宇宙

9 2日目資料 実験 断熱圧縮による発火 ディーゼルエンジンで利用されている． 断熱膨張による雲の発生 膨張→冷却→水蒸気の凝縮＝雲の発生

10 断熱圧縮 おもりが下がると力学的周囲の エネルギー （DEmech）は減少 系の内部エネルギーDEは増加 エネルギーの流れ 系
2日目資料 断熱圧縮 おもりが下がると力学的周囲の エネルギー （DEmech）は減少 エネルギーの流れ 系 系の内部エネルギーDEは増加 断熱圧縮により発火も可能 → ディーゼルエンジン

11 断熱圧縮 体積が小さくなっていくと、シリンダー中の気体分子がピストンに当たる回数も増えるため、運動が激しくなるので温度が高くなる？？
2日目資料 断熱圧縮 体積が小さくなっていくと、シリンダー中の気体分子がピストンに当たる回数も増えるため、運動が激しくなるので温度が高くなる？？

12 2日目資料 エンタルピーとはなにか？　 （ｐ６１） 定義 P一定のとき 圧力一定のときエンタルピー変化＝系の吸熱量

13 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

14 様々なエネルギーの値の比較 （ｐ６４） 多くの場合 共有結合： 約500 kJ/mol → Eel 水素の燃焼熱： 約500 kJ/mol
2日目資料 様々なエネルギーの値の比較 　（ｐ６４） 共有結合：　約500 kJ/mol →　Eel 　　水素の燃焼熱：　約500 kJ/mol 水素結合：　約20 kJ/mol 　→　Ep 　　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 →　Ep 　　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

15 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

16 2日目資料 H　　　　H エネルギー 吸熱 H－H

17 断熱圧縮と等温圧縮 気体を圧縮する時に温度を一定にするためにはどうすればよいか？ 特別な断熱材を使わずに断熱圧縮をすることができるか？

18 DEtherm， DE mech，q，w の符号は？
2日目資料 理想気体を等温圧縮したときの DEtherm， DE mech，q，w の符号は？

19 Heガスを等温圧縮したときの内部エネルギー変化は，正・負・ゼロのいずれか．分子論的理由も添えて答えよ．ただし，Heガスは理想気体とする．
2日目資料 P50　例題３－１ Heガスを等温圧縮したときの内部エネルギー変化は，正・負・ゼロのいずれか．分子論的理由も添えて答えよ．ただし，Heガスは理想気体とする． 系　DE DEK DEP DEel T V 化学反応

20 DEtherm， DE mech，q，w の符号は？
2日目資料 理想気体を等温圧縮したときの DEtherm， DE mech，q，w の符号は？

21 - + - + 理想気体の等温圧縮 DEmech w DEtherm q 力学的周囲 宇宙 DEuniv = 0 系 DE 熱的周囲
2日目資料 理想気体の等温圧縮 - 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 V 化学反応

22 圧縮 等温 理想気体 モデル図 等温条件で気体を圧縮した場合 力学的周囲 熱的周囲 宇宙 系 エネルギー図 力学的周囲 w 系 q 熱的周囲
2日目資料 モデル図 等温条件で気体を圧縮した場合 力学的周囲 圧縮 熱的周囲 宇宙 等温 系 理想気体 エネルギー図 力学的周囲 w 系 q 熱的周囲 DE mech E DE therm 宇宙 DE univ= 0 DE = 0

23 圧縮 断熱 モデル図 断熱条件で気体を圧縮した場合 力学的周囲 熱的周囲 宇宙 系 エネルギー図 力学的周囲 w 系 q 熱的周囲
2日目資料 モデル図 断熱条件で気体を圧縮した場合 力学的周囲 圧縮 熱的周囲 宇宙 断熱 系 エネルギー図 力学的周囲 w 系 q 熱的周囲 DE mech E DE therm 宇宙 DE univ= 0 DEtherm = 0

24 理想気体を1atmの外圧下で断熱膨張させると温度が上がるか， それとも下がるのか？
2日目資料 P60 質問　４－３ 　理想気体を1atmの外圧下で断熱膨張させると温度が上がるか， それとも下がるのか？ 注：　外圧をかけた状態で膨張させるためには減圧すればよい． 膨張しているのだから温度が上がる？　P V = n R T 外圧一定だからｗ＝０？

25 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？

26 2日目資料

27 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．

28 ＜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．

29 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

30 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

31 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