3-1 1) 相変化に伴う熱の移動 Clausius-Clapeyronの式






相とは
系全体にわたって同一の物性を示すような空間の領域のことです。

物質は、気相、液相、固相の3状態をとります。
この3状態を、物質の3態とよびます。


物質が、1つの相から他の相に変わるのが相変化(=相転移)です。
相変化にはエネルギー(熱)の出入りが伴います。


相変化におけるエネルギー(熱)の出入りとは
エンタルピー変化に他なりません。

そこで相変化に伴うエネルギーの出入りを ΔH とすると
ΔH が、系の圧力 P と絶対温度 T により関係付けられることが知られており
それがClausius-Clapeyronの式です。
式は以下になります。 





※Rは気体定数。
なぜいきなり気体定数が出てくるかといえば
いくつかの仮定がこの式の導出において含まれているからです。
すなわち、考えているのが蒸発(気-液平衡)で
蒸気を理想気体とみなすという仮定が含まれています。



式の両辺を積分した形もよく用いられます。
T、Pを変数、その他を定数とみて積分します。
積分した結果は以下になります。




(Cは積分定数です。)