化学の基礎 II(G) (20170110) M: 以下は宮本のコメント
15s2005: 
エントロピー 0 の定義を, 真空にするという方法はありますか? M: 気体分子運動論学的には, 何もない空間に熱を加えるとどうなるか, 理解困難です. 熱エネルギーとは, 原子・分子の無秩序な運動に由来するエネルギーなのですから. また, 圧力ゼロの真空に向かっての仕事はゼロですから, 真空に対して PV 仕事をしてエネルギーを与えることもできません. // 別の形態で真空にエネルギーを与えることができれば可能かも. 考えてみれば面白いのでは?

15s3006: 
エントロピー変化 $ \Delta S$ の定義式では可逆変化において出入りした熱 $ \DS Q_$rev を用いているのに, なぜ $ \DS Q_$rev を定圧条件において出入りした熱 $ \Delta H$ で置きかえることができるのですか. M: ``定圧条件'' に注意してよーく考えれば分かるのでは?

15s3007: 
クラウジウスの表現のところでクーラーを使って部屋を涼しくするにはエネルギーが必要といっていましたが, このとき発生した熱エネルギーは計算式に加えた方がいいのか? M: 何の計算式の話か?

15s3014: 
液体窒素などの低温の物質はどのように作っているのでしょうか. M: ジュール・トムソン効果

15s3028: 
ゼロ点振動ってどんな振動なんですか? M: ゼロ点エネルギーとかゼロ点振動とか, 量子力学・量子化学の教科書をよく読めば分かるのでは?

15s3030: 
宇宙ができた頃と今の宇宙ではエントロピーが増大し, 今の宇宙の方が大きいが, そのための熱量はどこからきたのか. M: 孤立系なので, 宇宙の外からではない. // ``そのための'' とは, 何のことか?

15s3033: 
教科書にエネルギーの質という表現が出てきますが, 熱, 運動, 電気 などのエネルギーの中で一番質の高いエネルギーは何ですか. M: 質の高さは, どうやって評価するのか?

15s3037: 
ボルツマンの関係式の系の微視的な状態の数とは何か. M: 教科書や参考書をよく読めば分かるのでは?

15s3038: 
カルノーサイクルにおいて, 可逆的なら, 作業物質の種類と変換効率は無関係ですが, 実際には損質[原文ママ]を考えると, 作業物質の種類も影響をおよぼし得ますか? M: 意味不明

15s3040: 
ボルツマンの式 $ \DS S = k_$B$ \ln W'$ はミクロとマクロを結びつける重要なものだといっていますが, 微視的な $ \DS W'$ が求められないのであれば, この式の解がわからずに無意味な式になってしまうのではないでしょうか? M: ``ミクロとマクロを結びつける'' ことの重要性を理解していないのでは? // $ \DS W'$ を絶対に求めることができないわけではない. また教科書 p.112 のように使い方を工夫すればいいのでは?

15s3041: 
$ K = 0$ 以外の状態でもエントロピーを 0 にすることは可能か? M: 意味不明. ``$ K = 0$ 以外の状態'' または ``$ K = 0$ の状態'' とは, どんな状態のことか?

15s3042: 
$ \DS S = k_$B$ \ln W'$ という式はどのように導出されたのですか. M: 14s3040 参照

15s3045*: 
絶対零度において, 純粋な物質の完全結晶のエントロピーは $ S = 0$ であるとありますが, もし, $ T = 0$    K だったとき, $ \DS \Delta S = \frac{Q}{T}$ の式が成り立たないのではないでしょうか? M: 教科書の (9.11) 式では $ \DS C_$P が定数のように見えるが, それでは質問のような不都合が生じる. しかしこれは $ T \rightarrow 0$    K で $ \DS C_$P$ \rightarrow 0$ であれば回避でき, 実際に絶対零度近くの熱容量としてデバイの $ \DS T^3$ 則が知られている.

14s3021: 
「 $ \DS \Delta S_$孤立系$ \leq 0$」の式では, 孤立系において, 自発的に進む変化ではエントロピーは必ず増大する」とありますが 孤立系以外では, どうなるのでしょうか? M: 日常的な経験も参考にして, 自分で考えてみて, 何が分からないのか?

14s3040: 
系の微視的な状態の数を数えることが難しい中でボルツマンはどのようにして, $ \DS S = k_$B$ \ln W'$ という関係式を導くことができたのでしょうか? M: 本人に聞けばいいのでは? :-p

13s3012: 
テキスト p.109-110 によると, ・エントロピーは系の無秩序さを表す熱力学量である. ・宇宙全体のエントロピーはあらゆる変化の過程でつねに増大する. とすれば, 宇宙全体で熱的な秩序は常に失われ続けるとなるのですが, これはどのような事を示しているのですか. M: ``熱的な秩序'' とは, どういう意味か? 具体的に何のことか? // 宇宙の熱的な死 と言ってみるテスト.

12s3029: 
p.113 で $ T = 0$    K では原子の運動は静止して〜 と書いてありますが, 不確定性原理によってゼロ点振動しているのではないでしょうか? M: 熱力学の発展段階では知られていなかった量子力学的な知識に基づく微妙な点はとりあえず考えないで, まずは素朴に理解するようにと, 講義で説明したのだが......


rmiya, 2017-01-16