一成分、二相共存系での平衡 一成分 固液共存系 氷-水 一成分、二相共存系での平衡 (P126) 一成分、閉じた系における平衡 Tphase 1 = Tphase 2 pphase 1 = pphase 2 ・ 平衡に達したのち温度か圧力が変化 → 式(6.3)が再び成り立つように 各相の相対的な量が変化、平衡が移動 ・ 各相の化学ポテンシャルが等しくない → 相のうちの一つ(またはそれ以上)が安定ではない 化学ポテンシャルの低い相がより安定な相 安定相 (例) H2O -10℃ μliquid > μsolid 氷 +10℃ μliquid < μsolid 水 0℃ μliquid = μsolid 水、氷 問 問 解 問 解 問 解 問 解 問 解 6.3 相変化 熱が平衡に与える影響 ・ 相変化が起こっている間 系の温度は一定 → # 相変化は等温過程 # 一つの相がすべて完全に別の相になってはじめて 熱は系の温度を変えるように作用しはじめる 課題 1 P. 187 相変化のエンタルピー ・ 融解,蒸発,昇華 特徴的な熱の出入り → 純粋な化合物に対して 融解熱 (heat of fusion) ΔfusH 蒸発熱 (heat of vaporazation) ΔvapH 昇華熱 (heat of sublimation) ΔsubH ・ 形式的には吸熱過程に対して定義 → すべて正の値 ・ 逆方向の相変化にも適用可能 融解熱 融解 ⇔ 凍結、凝固 蒸発熱 蒸発 ⇔ 凝縮 ・ 発熱過程に対しては,エンタルピーに負の符号 ヘスの法則における逆の過程と同様 相変化に伴い吸収、放出される熱量 m: 系の成分の質量 添え字 trans : 融解,蒸発,昇華など任意の相変化 ΔtransH: これらの過程に伴うエンタルピー変化 符号 熱の流れの方向を把握し,発熱的であるか吸熱 的であるかを正しく考えて与えることが必要 物質量 n で表す場合 ・ 相変化そのもの 本質的に温度一定で起こる ・ 物質の融点や沸点 → 物質量一定、平衡において二相が共存する系 (温度一定で起こる相変化についてのみ当てはまる) ・ 標準融点、標準沸点以外の温度 → 式(6.6)は成立しない (例) 水の変化 相変化 ΔG=0 相変化+温度変化 ΔG≠0 (6.6) からの一つの結論 より、温度一定で起こる相変化では、 書き直して ΔtransH : ΔvapH, ΔfusH (表にまとめられている) → 相変化に伴うエントロピー変化 ΔtransS 符号 吸熱過程であるか発熱過程で判断 問 解 問 解 トルートンの規則 課題 2 P. 188
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