今後の予定 11日目 12月 2日講義（6章の続き） 2回目口頭報告課題の発表 2回目小テストを再度解いて班で討論 12日目 12月 9日 13日目 12月16日 14日目 1月13日 15日目 1月20日 16日目 1月27日講義（6章の続き），班で討論 2回目口頭報告 2回目口頭報告の答あわせ，エンジンの効率小テスト，まとめ定期テスト本日の課題 6章への感想・質問（i-sysで提出）口頭報告が終了していない人は授業終了後に相談に来ること． 1 2 小テスト2回目解答（１）定温・定圧，H2O（液体）→ H2O（固体）． q  w ① DEK ：0 ② DEP ：－ ③ DE ：－ ④q ：－（２）定温・定圧， 2HF（気体） → H2（気体）＋F2（気体）． DH >0，理想気体． ①DEtherm：－ ②DEmech：0 ③ DE ：＋ ④DEel：＋（３）断熱・定積，エチレン（気体）→ポリエチレン（固体）． DEel<0． ① DE ： 0 ② DT ：＋ 3 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 DEmech DEtherm 系 DE 系＝現在注目している部分恒温槽＝熱的周囲 P59 図４－３ 4 力学的周囲 DEmech w 系系 q DE 熱的周囲 DE P DEel DE  q  w w   PDV q  DH DH  DE  PDV K, trans 3  k BT 2 DEuniv = 0 定圧過程では DE DE K  DEtherm 宇宙 T により変化（Tに比例）分子集合状態により変化化学反応により変化 5 S  S 空間配置  S エネルギー  k B ln W空間配置  k B ln Wエネルギー p73 6 力学的周囲 DSmech = 0 DStherm = －DH/T 系 DS DH 宇宙 DSuniv = DS + DStherm+ DSmech 熱的周囲 p81 図5－14 DSuniv = DStherm + DS > 0 なら自発的に進行． DG /T = － DH/T + DS > 0 DG = DH なら自発的に進行．－ TDS < 0 なら自発的に進行． 7 DGが負なら変化が自発的に進行（DGが正なら逆変化が自発的に進行） DG  DH  TDS 反応進行の要因・DH が負（発熱する）・DS が正（乱雑になる）「エネルギーが低い方が安定」 → 「自由エネルギーが低い方が安定」 8 温度変化についてのルシャトリエの原理が成り立つのはなぜか？＝高温にすると吸熱反応が起こるように平衡が移動するのはなぜか？具体例 CaCO3 （固体） → CaO（固体）+ CO2 （気体）＋＋ DG  DH  TDS 低温＋＋－（小）高温－＋－（大） T は絶対温度． T とDT は違う． 9 液体が相分離するのはどういう場合か？相分離－ DG  DH  TDS － p106 図6－2 －（大）＋ DG 符号の決め方 • 自発性より • DG＝DH－TDSより 10 水と油が分離する理由水素結合 ― ＋ ― DG  DH  TDS 11 なぜ氷の融点は0℃か？（物質の融点はどのようにして決まるか？）なぜ融点より下の温度では結晶が安定か？なぜ融点より上の温度では液体が安定か？ H2O （固体） → H2O （液体）＋＋ DG  DH  TDS 低温＋＋－（小）高温－＋－（大） 12 結晶（分子位置固定）液体（分子位置可動，体積変化小）気体（分子位置可動，大きな体積膨張） 13 分子の向き（配向）の乱れ 14 なぜ氷は0℃で融解するのか？ G  H  TS G 沸点も同様に議論できる．結晶液体融点 T 15 定温定圧条件下で自由エネルギー最低の状態（熱力学的な最安定状態）が実現しないことがありえるか？ありえるとすれば，どのような場合か？冊子p107 質問６－３ 16 触媒活性化エネルギーが高すぎて熱力学的な再安定状態が実現しないことがある．触媒は活性化エネルギーを変化させる．始状態終状態始状態と終状態は変わらない． 17 定温定圧条件下で自由エネルギー最低の状態（熱力学的な最安定状態）が実現しないことがありえるか？ありえるとすれば，どのような場合か？待ち時間が十分でない場合．ただし，宇宙の年齢より長く待たないといけないかも！冊子p107 質問６－３ 18 過冷却液体の結晶化 G  H  TS G 過冷却液体結晶「過熱」は起こらない液体融点 T 19 エコカイロ酢酸ナトリウム水溶液 ⇒ 酢酸ナトリウム三水和物（結晶） G 過冷却液体結晶 G  H  TS 「過熱」は起こらない液体融点 T 20 砂糖を加熱すると，どうなるか？加熱したものを冷やすと，どうなるか？ 21 砂糖を加熱すると，どうなるか？加熱したものを冷やすと，どうなるか？ガラス G G  H  TS × 過冷却液体結晶液体融点 p109 図6－5 T 22 卵を加熱すると固まるのはなぜか？ DG  DH  TDS 23 タンパク質の変性変性状態天然状態 24 卵を加熱すると固まるのはなぜか？ G  H  TS G 天然状態変性状態変性温度 T 25 料理は化学だ！ 26 安定な状態は条件によって変わる常識や社会のシステムも同じ？ G G  H  TS 結晶液体融点 T 27