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11月18日（土），12月16日（土）
朝日塾小学校で科学教室
11月18日（土），19日（日）科学の祭典
12月24日（日）みんなで遊ぼう科学の世界
1
今後の予定
10月27日（金）講義（第4章の続き，第5章）
11月 3日（金）休講
11月10日(金），11日（土）口頭報告
11月17日（金）小テスト
11月11日（土）は1･2時限目，21522教室
本日の課題：
•「4章読んでの感想・質問」（i-sys）
•1回目口頭報告課題（手書きレポート）
2
「分子論的に答える」とは，どういうことか。
分子間力は無限に作用し続けるのか。
「物質量を2倍にすると、温度は変わらないが内部
エネルギーは2倍になる。」とあるが，物質量を2倍
にすると分子同士がたくさんぶつかり、内部エネル
ギーも増えるので温度も上がりそうな気がする。
固体中でも分子が振動しているそうだが，振動する
と熱が発生して温度が上がることになるのか。
覚えなきゃいけなさそうな式が多くて困る。説明を
もっとシンプルに表現してほしい。
3
Lennard-Jones ポテンシャル
分子間距離近づくと引力が大き
くなるが，さらに近づくと急速に
反発力がはたらく．
固体，液体の状態はポテンシャ
ルエネルギー最低のあたり．
極性分子でも，同じような形に
なる．
4
内部エネルギーの正体は？
5
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
図３－５内部エネルギーの内訳
6
E  EK  EP  Eel
加熱
7
E  EK  EP  Eel
8
E  EK  EP  Eel
結合状態の水素分子
解離状態の水素分子
9
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
10
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．
11
理想気体とは何か？
分子論的に答えよ
12
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
DEK
DEP
T
V
DE
DEel
化学反応
13
水が100℃で蒸発して水蒸気にな
るときの内部エネルギー変化は
正・負・ゼロのいずれか？
系
DEK
DEP
T
V
DE
DEel
化学反応
14
温度と内部エネルギーの関係は？
内部エネルギーが上昇すると
必ず温度が上昇すると言えるか？
系
DEK
DEP
T
V
DE
DEel
化学反応
15
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？
内部エネルギーが変化するのは
どういう場合か？
16
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
周囲の物質すべて
＝熱的周囲 (温度一定)
DE  q  w
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重り＝力学的周囲
全宇宙
系
恒温槽＝熱的周囲
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力学的周囲 DEmech
w
系
q
DE
DEtherm
熱的周囲
全宇宙
DEuniv
= DE + DEtherm + DEmech
=0
DE  DEtherm  DEmech
w  DEmech
q  DEtherm
DE  q  w
19
20
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
全宇宙
系
発熱
等温
エネルギー図
力学的周囲
全宇宙
DE mech
w
系
E
q
熱的周囲
DE therm
DE univ= 0
DE mech= 0
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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
全宇宙
断熱
系
エネルギー図
力学的周囲
全宇宙
DE mech
w
系
E
q
熱的周囲
DE therm
DE univ= 0
DEtherm = 0
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