1-10エンタルピー

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    エンタルピー
    エントロピーとは別物だよ。
    比熱
     物体の温度を1℃上げるのに必要な熱量を「熱容量」という。 大きな物体ほど全体を温めるのに多くの熱が必要だから、その分だけ熱容量が大きいと言える。 熱容量が大きいほど温まりにくい。 温度を上げないで多くの熱を貯め込めるわけだ。
     しかし物体の大きさによって熱容量が違うのでは物質の種類による比較が難しい。 それで、ある一定量あたりの熱容量というものを導入する。 これを「比熱容量」、略して「比熱」と呼ぶ。
     用途によって、一定体積で比較する「容積比熱」、一定重量で比較する「重量比熱」などを使うこともあるが、熱化学では1mol あたりの熱容量を表す「モル比熱」をよく使う。 後で化学変化についても扱う予定なので、私の説明ではこれを採用しておくのがいいだろう。
     まぁ、比熱も熱容量も量的な違いだけであって、本質的な意味では大きな差はないということだ。
     熱容量を数式で表すと、温度が1℃変化する時の熱量の変化量という意味であるから次のようになる。
     一方、モル比熱は、
    と表すことになる。 教科書によっては 1/n を付けないで、熱容量も比熱も区別していないことがあるが、そういう本では理想気体の状態方程式として pV = RT を使っており、初めから1モルの気体の話だとして議論しているのだから問題はない。 (たまにその辺りがごちゃごちゃになっていてごまかしているものもある。)
     私の説明では以前、理想気体の方程式として pV = nRT を使ってしまった。 つまり私が使っている体積 V は気体が n モルある時の体積を表しているのだから、そのことで問題が起こらないように面倒臭がらずにちゃんと区別しておこう。
     熱力学の第1法則、
    を変形すれば、
    となる。 ここで突然だが、内部エネルギー U は T と V の関数になっていると考えよう。 ここまで内部エネルギー U やエントロピー S のように幾つかの新しい状態量を導入してきたが、結局は熱力学的な状態には変数2つ分の自由度しかないのであって、2つの変数さえあれば状態は決まってしまうのである。  すると dU は次のように書ける。
     これを先ほどの式に代入すれば、
    となる。 これを熱容量の定義式に代入すれば、
    と表せることになるだろう。 このようにしたのは今後の計算に都合がいいからである。 U の独立変数として ( T, V ) ではなく、別の変数になっているとして計算しても構わないのだが、あまり使えない関係式が出来上がるだけである。 気になるなら後で試してみるのもいいだろう。
     さてこの式を見れば、熱容量はいつも一定なのではなく、気体に課せられた条件によっても値が変わってくるだろうと想像が付く。
    定積比熱
     例えば、体積が変化しない容器内に密閉された気体の場合には dV = 0 なので
    となる。 U の変数を T, V であるとしたのは、こういうすっきりした関係を導きたかったがためである。 他の組み合わせではこうは行くまい。 これを「定積熱容量」と呼ぶ。 n で割ってやれば「定積モル比熱」である。 この量は重要でよく使うので Cv と表すことが多い。
     体積変化しないということは外部に対して仕事をしないわけで、与えられた全ての熱が温度上昇に使われるということだ。 つまり温度が上がりやすいことを意味し、熱容量は小さめになる。
    定圧比熱
     一方、大きなビニール袋に気体が少量だけ入れられたような状態を考える。 熱を加えられるとこの気体の体

    資料の原本内容( テキストデータ全体をみる )

    エンタルピー
    エントロピーとは別物だよ。
    比熱
     物体の温度を1℃上げるのに必要な熱量を「熱容量」という。 大きな物体ほど全体を温めるのに多くの熱が必要だから、その分だけ熱容量が大きいと言える。 熱容量が大きいほど温まりにくい。 温度を上げないで多くの熱を貯め込めるわけだ。
     しかし物体の大きさによって熱容量が違うのでは物質の種類による比較が難しい。 それで、ある一定量あたりの熱容量というものを導入する。 これを「比熱容量」、略して「比熱」と呼ぶ。
     用途によって、一定体積で比較する「容積比熱」、一定重量で比較する「重量比熱」などを使うこともあるが、熱化学では1mol あたりの熱容量を表す「モル比熱」をよく使う。 後で化学変化についても扱う予定なので、私の説明ではこれを採用しておくのがいいだろう。
     まぁ、比熱も熱容量も量的な違いだけであって、本質的な意味では大きな差はないということだ。
     熱容量を数式で表すと、温度が1℃変化する時の熱量の変化量という意味であるから次のようになる。
     一方、モル比熱は、
    と表すことになる。 教科書によっては 1/n を付けないで、熱容量も比..

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