Transcript 原子で書いた文字「PEACE `91 HCRL」．白い丸はMoS2結晶上の硫黄

今後の予定
11日目 12月11日 2回目口頭報告課題レポート提出
講義（6章の続き）
班討論，報告日決定
12日目 12月18日 2回目口頭報告
12月20日（土）の報告も可
13日目
14日目
15日目
1月 8日 口頭報告（２）の答あわせ，まとめ
1月15日 予備テスト （定期テストと同様のテスト）
1月22日 定期テスト
本日の課題
2回目口頭報告準備
事前に準備しておけば時間内に報告できます！
HPを活用のこと．
1
第6章 自由エネルギー
P103
自由エネルギーとは何か？
G  H  TS
宇宙（熱力学的世界）のエントロピーが増大する方向に
変化が進む．
（エントロピー増大の法則 or 熱力学第二法則）
定温・定圧過程では，
系の自由エネルギーが減少する方向に変化が進む．
（自由エネルギー減少の法則）
2
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」
3
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？
＋
＋
DG  DH  TDS
低温
＋
＋
－（小）
高温
－
＋
－（大）
4
液体が相分離するのはどういう場合か？
相分離
－
DG  DH  TDS
－
－（大）
＋
p106 図6－2
5
なぜ氷は0℃で融解するのか？
G
G  H  TS
液体
凝固
結晶
融解
T
融点
p107 図6－3
6
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．
7
G  H  TS
G
過冷却液体
結晶
「過熱」は起こらない
液体
融点
T
8
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
9
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？
10
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
11
卵を加熱すると固まるのはなぜか？
DG  DH  TDS
12
タンパク質の変性
変性状態
天然状態
13
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
14
料理は化学だ！
15
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
16
質問６－４
H 2  I2

2 HI
という反応の自由エネルギー変化は負で
あるのに，反応は完結せず，質量作用の
法則で決まる組成で止まるのはなぜか？
[HI]
2
[H 2 ] [I 2 ]
 K
冊子p109
17
A → B
H
S
x
G
x
x
図6－6 気相反応の途中のエンタルピー，
冊子p110
エントロピー，自由エネルギー
18
A
B
S
x
図6－7 気相反応の途中のエントロピー
冊子p110
19
A → B
H
S
x
G
x
x
図6－6 気相反応の途中のエンタルピー，
冊子p110
エントロピー，自由エネルギー
20
dG
 0
dx
K
p

 PB 
 D G / RT
 
e

 PA  equil
21
なぜ熱の流れはいつも高温→低温なのか？
DS univ  0
冊子5.8節
p82
22
なぜ熱の流れはいつも高温→低温なのか？
高熱源
Q
低熱源
TH
TL
D S univ  D S H  D S L
 
Q
TH
 Q
 0
TL
23
エアコン（ヒートポンプ）のしくみ
冷房
圧縮機（ポンプ）
低圧
高圧
熱
熱
電気
エネルギー
室内：低温
室外：高温
膨張弁
24
エアコン（ヒートポンプ）のしくみ
暖房
圧縮機（ポンプ）
高圧
室内
低圧
熱
電気
エネルギー
熱
室内：高温
室外：低温
膨張弁
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