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今後の予定
※ 小テスト欠席者は11月7日までに研究室へ
6日目 11月5日（木）講義（3章～4章）
口頭報告課題発表
7日目 11月12日（木）講義（4章～5章）
班で討論
8日目 11月19日（木）口頭報告
本日の課題
• 4章への質問・感想を書け．（i-sysで提出）
• 口頭報告課題を各個人で解け．
（レポート用紙に書いて次回の授業で提出）
1
2
小テストの回答
(1) マイナスの電荷どうし：反発力
(2) マイナスの電荷と木の棒：引力
(3) Cl‐とCl‐：反発力
Cl原子間では引力
(4) 水分子とベンゼン分子：（弱い）引力
(5) N2とN2：（弱い）引力
(6) Na+とCl－を遠ざける：エネルギー増加
(7) ArとArを近づける：エネルギー減少
(8) （重力）ポテンシャルエネルギー
→ 運動エネルギー → 熱エネルギー
3
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
4
分子の運動エネルギー
加熱
E  EK  EP  Eel
P38
図３－１
5
分子の運動モード
E K  E K,trans  E K,rot
並進
回転
振動
P53
図３－１６
6
並進運動
7
回転運動
8
並進運動＋回転運動
9
振動運動
10
分子間ポテンシャルエネルギー
P39
図３－２
11
分子間ポテンシャルエネルギー
P39
図３－２
12
分子が気相に飛び出す瞬間
13
分子が気相に飛び出す瞬間
14
分子が気相に飛び出す瞬間
引力
15
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
16
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
17
P49 質問３－３
「同じ温度の液体と気体を比べると，気体中の分子
の方が動き回れるスペースが広いので，
大きな運動エネルギーを持っている」？
 K,trans
1 2
 mv
2
3
 K, trans  k BT
2
スペースの広さと運動エネルギーは無関係．
液体中では他の分子との衝突頻度は増すが，衝突頻度
と運動エネルギーは無関係．
温度が同じであれば分子の運動エネルギー（平均値）は
液体と気体で同じ．
18
気体中と液体中の分子運動の比較
気体中
スペースの広さと運動エネルギーは無関係．
液体中
P49
図３－１２
液体中では他の分子との衝突頻度は増すが，衝突頻度と運動エネ
ルギーは無関係．
温度が同じであれば分子の運動エネルギー（平均値）は液体と気
体で同じ．
19
P51 質問３－７
結晶中の分子は止まっているか？
結晶
3
 K, trans  k BT
2
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．
20
気体と接触した固体の分子運動
固体
気体
固体
気体
21
「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）」？？
22
23
24
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．
25
理想気体とは何か？
分子論的に答えよ
26
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
27
P51 例題３－２
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
0
+
DEK
DEP
T
V
0
DEel
化学反応
DE
+
28
温度と内部エネルギーの関係は？
P49 質問３－５
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
内部エネルギーが上昇してもEP，Eelが増加しただけな
ら必ずしも温度は上がらない．
29
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
30
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．
31
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）
32
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
33
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）
34
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？
35
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？
36
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
37
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
38
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？
39

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