エンタルピー、エントロピー変化に関して 代表的な物理変化、化学変化を例にあげて 詳しく解説します。 代表的な物理変化として 水の個体から液体への相転移を例にあげます。（例１） 代表的な化学変化として 気体の混合を例にあげます。（例２） 例１）氷が水に融解した。（0℃） （融解エンタルピーは、6.01kJ/molと 過去の実験、及び文献によりわかっているとします。） 「融解エンタルピーが6.01kJ/mol」ということの意味は 「氷1molが融解して水になるには6.01kJ必要」ということです。 これは、実際に氷1molを用意して、熱を与えて測定すればわかる値です。 次に、融解に伴うエントロピー変化は ΔS＝q/T を適用すると、6.01×1000/273 = 22.01 J/K です。 ここで T は、状態変化がおきた時の温度です。 例２）仕切りのある容器に2種類の気体を入れておいて、仕切りをとった。 まず、熱の出入りがあったわけではないので、エンタルピーは変わりません。 次に、気体が混ざり合い乱雑さが増すので、エントロピーが増大します。 ※補足解説 ここで、先ほどの例１におけるエントロピー変化において ΔS＝q/T という定義（熱力学的定義）から考えれば q=0だからエントロピー変化（ΔS）も０ではないのか と思うことがあるかもしれません。 例２におけるエントロピーは、「統計力学的エントロピー」と呼ばれるものです。 すなわち、熱力学よりもミクロな視点に着目したエントロピーであるといえます。 ミクロな視点に注目すると、仕切りをとったことにより 気体は一様に広がろうと自発的に動きます。 運動すると暑くなるように、ミクロな視点で見た時 この気体たちは動きはじめた→熱を産生しはじめた という雰囲気で考えるとよいかと思います。 |
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