今後の予定（日程変更あり！） 5日目 10月21日（木）小テスト 4日目までの内容小テスト答え合わせ質問への回答・前回の復習講義（3章） ※ 小テスト欠席者は10月22日～27日の間に研究室へ 6日目 11月28日（木）講義（4章）口頭報告課題発表 7日目 11月 3日（木）講義（4章～5章）班で討論 8日目 11月10日（木）口頭報告本日の課題 3章への質問・感想を書け．（i-sysで提出） p43の質問３－２の答えをレポート用紙に書いて提出小テストの回答 (1) マイナスの電荷とスチール缶：引力 (2) 水分子とシクロヘキサン分子：（弱い）引力 (3) Cl‐とCl‐を近づける：エネルギー増加 (4) ArとArを近づける：エネルギー減少 (5) （磁力の）ポテンシャルエネルギー → 運動エネルギー → 熱エネルギー金属に電荷を近づけると．．．＋ + + + + + + 自由電子 ― 塩ビパイプ + + + + 原子（陽イオン）電子 ― ＋ ― 電子原子核 ― ― 電子＋原子核 H ＋ ― ― 電子 O ＋原子核 H ＋ポテンシャルエネルギーと力の関係は？力力に従って移動 → EP減少 dE P  F dr 力に逆らって移動 → EP増加分子間距離とポテンシャルエネルギー EP r = ∞のとき Ep=0 0 r dE P  F dr P35 図２－８ Epはマイナスになってもよい．第３章内部エネルギーと温度問題１空気の温度と壁の温度はどちらが高いか．ただし，空気の温度はあまり変動せず，壁と空気は長い間接触していたとする． 1. 空気の温度が高い． 2. 壁の温度が高い． 3. ほぼ同じ． ※ 温度測定の精度は１℃ 問題２空気の温度とステンレスのかたまりの温度はどちらが高いか．ただし，空気の温度はあまり変動せず，ステンレスと空気は長い間接触していたとする． 1. 空気の温度が高い． 2. ステンレスの温度が高い． 3. ほぼ同じ． ※ 温度測定の精度は１℃ 問題３空気の温度と水の温度はどちらが高いか．ただし，空気の温度はあまり変動せず，水と空気は長い間接触していたとする． 1. 空気の温度が高い． 2. 水の温度が高い． 3. ほぼ同じ． ※ 温度測定の精度は１℃ 熱力学第０法則 • 物体どうしを接触させて十分な時間放置すると，温度が等しくなる．同じ温度のステンレスと発泡スチロールの体感温度の違いを確かめよう！蒸発が吸熱変化であるのはなぜか？ P39 もしも原子が見えたなら．．．分子間ポテンシャルエネルギー P39 図３－２分子間ポテンシャルエネルギー P39 図３－２分子が気相に飛び出す瞬間分子が気相に飛び出す瞬間分子が気相に飛び出す瞬間引力分子間距離とポテンシャルエネルギー EP 固体・液体気体 0 r 理想気体ならEp=0． dE P  F dr 極性分子でも，同じような形になる．蒸発により温度が下がる理由気体状態 EP 液体状態問題４水素原子が単独で存在する場合と水素原子が結合して水素分子となった場合で，どちらがエネルギーが大きいか？ 1. ２つの水素原子の方が大きい． 2. 水素分子になった方が大きい． 3. 同じ．電子エネルギー（化学エネルギー）結合状態の水素分子解離状態の水素分子 P40 図３－３・４ H H エネルギー発熱 H－H 結合エネルギーと発熱 P41 図３－５ 2H2(気体)+O2(気体)→2H2O(気体) という反応が発熱反応であるのはなぜか？ P41 エネルギー状態A 4H(気体)+2O(気体) 494 kJ/mol 状態B 4H(気体)+O2(気体) 1836 kJ/mol 864 kJ/mol 状態C 2H2(気体)+O2(気体) 478 kJ/mol 状態D 2H2O(気体) 水素の燃焼 P42 図３－６質問３－２ p43 H2（気体）＋ F2（気体）→ 2HF（気体）という反応は，発熱反応か．それとも吸熱反応か．ただし，各結合の結合エネルギーは以下のとおりであるとする． H－H： 432 kJ/mol F－F： 155 kJ/mol H－F： 565 kJ/mol 内部エネルギーの正体は？ P44 内部エネルギーの内訳 E  EK  Evib  EP  Eel 分子原子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 振動エネルギー：Evib 原子核 P44 図３－７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 E  EK  EP  Eel 加熱 P38 図３－１分子の運動モード EK  EK, trans  EK, rot 並進回転振動 P45 図３－８・９並進運動回転運動並進運動＋回転運動振動運動 E  EK  EP  Eel P39 図３－２ 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 E  EK  EP  Eel 温度は分子の運動エネルギーに比例する．  3  K, trans  k BT 2 : 1分子の並進運動エネルギー K, trans T: 絶対温度 kB: ボルツマン定数単原子分子1 molの場合 3 E K   K N A  RT 2 R: 気体定数 NA: アボガドロ数 R kB  NA P48 25 ℃における窒素分子の v 2 v v  2 3kBT -1 -1  515m s  1850km h m 異なる気体分子で平均速度はどうなるか？例えばHeガスでは．．． 3  K, trans  k BT 2 1 2  mv 2 P52 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例題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．答を見ずに解くこと！理想気体とは何か？分子論的に答えよ • 分子の占有体積が気体が占めている空間に対して無視できるほど小さい．（通常の気体では1/1000程度） • 分子間力が無視できるほど小さい．分子間距離とポテンシャルエネルギー EP 固体・液体気体 0 r 理想気体ならEp=0． dE P  F dr 極性分子でも，同じような形になる．例題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 により分子集合状態により変化化学反応により変化変化（Tに比例） DE 0 例題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 + 0 DEK DEP DEel T により分子集合状態により変化化学反応により変化変化（Tに比例） DE +