解答 (例) 密閉した注射器のピストンを引くと、シリンダー内の 圧力は低下する。室温での蒸気圧と等しくなるまで 圧力が下がると、水が蒸発し水蒸気の泡が生じる。 すなわち、沸騰が起こっている。 室温に近い22℃での水蒸気の蒸気圧は 19.827 [mmHg] = 0.026 [atm] (P.175 例題6.7) 解答 (例) (a) 系が発熱する方向、すなわち気相から液相へ平衡が移動する (b) 系が吸熱する方向、すなわち固相から気相へ平衡が移動する (c) 系が発熱する方向、すなわち液相から固相へ平衡が移動する (d) 同素体や異なる結晶相が存在して平衡状態にある場合は、系が発熱 する方向、すなわちより安定な相へ転移するが、そのような相が存在 しない固体の系では相変化は起こらず、固体の温度が下がる。 解答 ① -15.0℃の氷 → 0℃の氷 比熱容量 c がこの温度範囲で 2.06 (J g-1 K-1)で一定とする(P35, 表2.1)と、 ΔH① = m c ΔT = 100.0×2.06×(0 - (-15.0)) = 3.09×103 (J) ② 0℃の氷 → 0℃の水 ΔHfus = 333.5 (J g-1) (P60, 表2.3)より、 ΔH② = m ΔHfus = 100.0×333.5 = 33.35×103 (J) ③ 0℃の水 → 100℃の水 比熱容量 c がこの温度範囲で 4.184 (J g-1 K-1)で一定とする(P35, 表2.1)と、 ΔH③ = m c ΔT = 100.0×4.184×(100 - 0)) = 41.84×103 (J) ④ 100℃の水 → 100℃の水蒸気 ΔHvap = 2260 (J g-1) (P60, 表2.3)より、 ΔH④ = m ΔHfus = 100.0×2260 = 226.0×103 (J) ⑤ 100℃の水蒸気 → 110℃の水蒸気 比熱容量 c がこの温度範囲で 2.04 (J g-1 K-1)で一定とする(P35, 表2.1)と、 ΔH⑤ = m c ΔT = 100.0×2.04×(110 - 100)) = 2.04×103 (J) 以上①~⑤の過程(すべて吸熱過程)を全て加えると、 3.09 + 33.35 + 41.84 + 226.0 + 2.04 = 306.32 (kJ) 解答 ΔvapS = ΔvapH / T 表6.2 (P167)より、ベンゼンの蒸発エンタルピーは ΔvapH = 30.7 (kJ/mol) T = 80.1 + 273.2 = 353.3 (K) 9 よって、 ΔvapS = 30.7×103 / 353.3 = 86.89 (J mol-1 K-1) また、この値はΔvapS が 85 J mol-1 K-1 程度というトルートンの規則と矛盾しない
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