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今後の予定
6日目 10月30日（金）講義（4章）
口頭報告の日程調整
班で討論
7日目 11月 6日(木），8日（土）口頭報告
※ 11月8日（土）は3･4時限目，21531教室
8日目 11月13日（金）口頭報告答あわせ
講義（5章）
9日目 11月27日（金）小テスト
講義（6章）
本日の課題
口頭報告の準備（i-sysで提出する課題はなし）
1
2
内部エネルギーの内訳
E  EK  EP  Eel
分子
電子
ポテンシャルエネルギー：EP
電子エネルギー：Eel
分子
運動エネルギー：EK
原子核
P44
図３－７
3
分子の運動エネルギー
加熱
E  EK  EP  Eel
P38
図３－１
4
分子間ポテンシャルエネルギー
E  EK  EP  Eel
P39
図３－２
5
電子エネルギー
E  EK  EP  Eel
結合状態の水素分子
解離状態の水素分子
P40
図３－３・４
6
DE  DEK  DEP  DEel
系
DE
DEK

K, trans
3
 k BT
2
T により
変化
（Tに比例）
DEP
分子集合
状態に
より変化
DEel
化学反応
により
変化
P50
図３－１２
7
「分子同士が衝突するとその衝撃
で発熱して，温度が上がる
（＝運動が活発になる）」？？
8
9
10
11
第4章エンタルピー
P57 質問４－１
断熱材で覆った体積一定の容器中で
水素ガスが燃焼すると，
内部エネルギーはどうなるか？
+
0
DEK
DEP
T
V
-
系
DE
0
DEel
化学反応
12
P57 質問４－２
内部エネルギーが変化するのは
どういう場合か？
外部とのエネルギーのやり取りがあるとき．
13
大気の重力エネルギー＝力学的周囲 (圧力一定)
圧縮
系になされ
た仕事：w
吸熱：q
ビーカー内の物質＝系
エネルギー変化：DE
P58 図４－１
周囲の物質すべて
＝熱的周囲 (温度一定)
DE  q  w
P57 式（４．１）
14
大気圧下での膨張による仕事
1 atm ≒ 1 kg重/cm2
気柱
気柱
系
系
P58
図４－２
15
大気の重力エネルギー＝力学的周囲 (圧力一定)
圧縮
系になされ
た仕事：w
吸熱：q
ビーカー内の物質＝系
エネルギー変化：DE
P58 図４－１
周囲の物質すべて
＝熱的周囲 (温度一定)
DE  q  w
P57 式（４．１）
16
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
系
系＝現在注目している部分
恒温槽＝熱的周囲
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？
17
P60 図４－５
力学的周囲 DEmech
w
系
q
DE
宇宙
DEtherm
熱的周囲
DEuniv
= DE + DEtherm + DEmech
=0
DE  DEtherm  DEmech
w  DEmech
DE  q  w
q  DEtherm
Dとは？
なぜ？
なぜ？
18
力学的周囲 DEmech
w
系
q
DE
DEtherm
熱的周囲
宇宙
DEuniv = 0
系
DE K
DE P
T
V
DE
DEel
化学反応
19
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
20
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？？
21
ビデオ＋実験
• 断熱圧縮による発火（ビデオ）
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
22
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
宇宙
DE mech
w
系
E
q
熱的周囲
DE therm
DE univ= 0
DEtherm = 0
23
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？
24
理想気体を等温圧縮したときの
DEtherm， DE mech，q，w の符号は？
25
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
0
0
0
DEK
DEP
DEel
T
V
化学反応
DE
0
26
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
系
理想気体
等温
エネルギー図
力学的周囲
宇宙
DE mech
w
系
E
q
熱的周囲
DE therm
DE univ= 0
DE = 0
27
理想気体の等温圧縮
-
力学的周囲 DEmech
+w
0
系
q
DE
-
宇宙
DEtherm
熱的周囲
DEuniv = 0
+
系
0
DE K
T
0
DE P
V
DE
0
DEel
化学反応
28
モデル図
定積・等温条件で発熱反応が起こった場合
力学的周囲
定積
熱的周囲
宇宙
系
発熱
等温
エネルギー図
力学的周囲
宇宙
DE mech
w
系
E
q
熱的周囲
DE therm
DE univ= 0
DE mech= 0
29
エンタルピーとはなにか？（ｐ６１）
定義
P一定のとき
H  E  PV
DH  DE  PDV
 DE  DEmech
 DEtherm  q
圧力一定のときエンタルピー変化＝系の吸熱量
エンタルピーは、どうして分かりやすい発熱量
ではなく、吸熱量を表しているのでしょうか？
30
H
エネルギー
H
吸熱
H－H
31
P一定でないとき【参考】
P一定のとき
V2
DEmech  PDV
DE mech   PdV
V1
重り＝力学的周囲
宇宙
系
恒温槽＝熱的周囲
32
力学的周囲
P DV
系
宇宙
DH
DE
熱的周囲
Ｐ６２図４－６
定圧過程では
q  DH
w  PDV
DH  DE  PDV
33
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
DH  DE  PDV  DE
34

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