化学の基礎 II(G) (20151221) M: 以下は宮本のコメント
15s3001: 
熱を 100 % 仕事に変換できないとしても, 何% までなら変換可能でしょうか. M: カルノーサイクルと言ってみるテスト

15s3002: 
定圧ではない状態では標準エンタルピーは使えないのでしょうか. M: エンタルピーは状態量です. $ H = U + PV$

15s3003: 
いくつかの温度についての標準反応エントロピーを求めたいときは, それぞれの温度で実験をしなくてはならないのですか. M: エントロピーは状態量です. (9.11) 式参照

15s3005: 
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のはなぜか. M: ``私たちの宇宙がそうなっている'' としか言いようがないとの説明を理解してもらえなくて残念.

15s3006: 
エントロピーの定義における「無秩序さ」とは何か. M: ``定義'' に ``無秩序さ'' という文言は使われていないと思うが(?)

15s3007: 
p.110 で「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」とあるが, 宇宙のエントロピーが増大するとどうなりますか? 私は宇宙膨張につながっているんではないかと考えています. M: 雰囲気ではなく, エントロピーの増加と宇宙膨張との関係を, きちんと論理的に示してみてください :-)

15s3008: 
クラウジウスの表現から考えると 現在の地球は気温が上がり続けているが, 宇宙のエネルギーに限りがあったら地球の気温が下がっていく時がくるのですか. M: どうしてそうなるのか? 論理的に説明してください. // 自分で考えて分からないのは, なぜか?

15s3009: 
形状記憶合金などのような, 材質が変化しないで, 形状が変化するものでは, エンタルピーはどのように変化しますか. M: 形状記憶合金は, 温度によって相転移し, これによりエンタルピーが変化します.

15s3010: 
$ \DS H(T_2) = H(T_1) + \int_{T_1}^{T_2} C_P \d T$ の式がどこから出てくるのか分かりません. M: そうですか. 提出物が要件を満足していません. // 出てくるも何も, (8.7) 式や図8.5 を見てよく考えればいいのでは(?)

15s3011: 
同じ温度変化を行う場合でも, クーラーで涼しくするのと, ヒーターで暖かくするのとでは, 外界に与える影響に違いがあったりしますか? M: まずは自分で, 熱の移動やエントロピーの変化など, じっくり考えてみればいいのでは(?)

15s3012: 
エンタルピーの温度が特に指定がなければ 25 であるのはなぜか. M: そういう約束だから. それ以上でもそれ以下でもない.

15s3013: 
エンタルピーの名前の違いがよくわかりませんでした. 標準状態でのエンタルピーなら標準エンタルピーと呼び, 反応によって「反応」「生成」と添え字をつけるということですか. M: 教科書や参考書をきちんと読めば書いてあることを, あえて他人に聞くのはなぜか(?)

15s3014: 
9 章 p.110 に「孤立系以外では〜必ずしも増大しない」とありますが, これは等号が成立するということですか. それとも減少も含まれますか. M: 日本語の理解に不自由があるのでしょうか(?) もしそうなら, 早急に解消しておくことを強くお勧めします.

15s3015: 
なぜ p.101 の図8.5 (温度とエンタルピーの関係) で温度を $ \DS T_2$ より大きくすると $ \DS T_2$ までの傾きより, 傾き $ \DS C_P$ が大きくなるのか? M: 20151214 の 15s3005 参照

15s3016: 
エントロピー変化が可逆反応が不可逆反応より大きくなるのはなぜですか. M: 例えば PV 仕事について, (9.1) 式の定義に基づいて考えれば自明では?

15s3017: 
仕事に変えることのできなかった熱を別な方法で吸収して再度仕事として利用することによって変換効率を上げることはできないのですか. M: 熱効率の上限までは可能でしょう. しかしそれ以上はムリ. // ``別な方法で吸収して'' がミソですね. そのために必要なエネルギーは......(?)

15s3018: 
宇宙以外に孤立系はあるのでしょうか. また孤立系を作り出すことは可能でしょうか. M: 実効的な・実用上の孤立系と見なせる系については話をしましたが, 理解されたのでしょうか(?) // 例えば完全な断熱について, 自分でじっくり考えてみれば自明では(?)

15s3019: 
なぜ高校では熱化学方程式で矢印ではなくイコールの記号を使うのか. M: 私は知りません. 使うことにした人に聞けばいいのでは(?) // そもそも発想が違うようだ. // みなさんの意識を早く国際標準にしてください(!!)

15s3020: 
物質 1 つ 1 つのエンタルピーの絶対値を求めることはできるのですか. M: 別に, やりたければどうぞ, やってみればいいのでは(?) // 自分で考えてわからないのは, なぜか?

15s3021: 
全宇宙の外界が存在しない限り熱力学第二法則に反することはないということですか. M: 自分で考えて分からないのは, なぜか? // 全宇宙の外界とは(?!)

15s3022: 
エンタルピーに単位がないのはなぜですか. M: 何の勘違いでしょうか?? そもそも $ H = U + PV$ なのだから, エネルギーの次元を持ちます. たとえば (8.15) では kJ/mol という単位がありますが(?)

15s3023: 
標準反応エンタルピーは標準生成エンタルピーの反応の前後の差で決まるのですか. M: 生成エンタルピーも反応エンタルピーの一種です. ヘスの法則で考えればいいのでは(?)

15s3024: 
エントロピーの無秩序さとは何か. M: もっともらしい言葉で説明されて, 分かった気になることは危険です. ``無秩序さ'' といわれれば分かったような気になりますが, よく考えてみるとどのような測定可能な物理量なのかちっとも分からない. イメージ先行の代表例のひとつでしょう. (9.1) に基づけば, 気体を構成している個々の分子が温度に応じて激しく運動している状況をイメージしてみてください. 温度が上昇して運動が激しくなると, 乱雑さが増加するような気がしませんか? (9.7) に基づけば, 無秩序さではなく状態数というもうすこしちゃんとしたものに基づいてエントロピーが定義されています.

15s3025: 
なぜ $ \Delta Q$ と表現することは好ましくないのですか? M: そもそも $ Q$ は系に移動した熱量だからです. これは系のエネルギーが $ Q$ だけ増加したということです. $ \Delta Q$ だと移動した熱の変化分, 移動量の変化分となってしまいます. という話は前回もしたはずなのだが, 理解されていなくて残念.

15s3026*: 
高温から低温熱源への熱の移動がなぜ「エネルギーの質の低下」なのですか. M: ``エネルギーの質'' とは何でしょうか? これについて教科書でははっきりと述べられていないので, わかりにくい表現です. しかし熱力学の発祥や, エントロピーという概念の導入の経緯から推察すると, より多くの仕事を生み出すことができるエネルギーの方が質が高いと見なされているのではないでしょうか.

15s3027*: 
宇宙全体ではエントロピーは増加し続けているそうですが, 増加の限界はありますか. M: 私は知りません. ていうか, 正解を知っている人はいないと思います. 自分であれこれ考えたみてはいかがでしょうか(?)

15s3028+: 
エネルギーが仕事に変換されるときに他のエネルギーにもわずかに変換されますが, 宇宙全体でみれば, エネルギーは細かくばらばらになっていくというようなイメージをもってよいのでしょうか? M: ``他のエネルギーにもわずかに変換される'' とか ``エネルギーは細かくばらばらになっていく'' とは, どういうことか? // 私にはあなたの思考を制限する権限は無い. またある言葉に対して万人が同じイメージを持つとは限らないので, 他人にあなたの言葉 (イメージ) の良し悪しを判定できない.

15s3029: 
孤立系以外では, 自発的な変化であっても系のエントロピーは変ずしも[原文ママ]増大しないとありますが, 増大しない場はどのような変化が起きると増大しないのですか. M: 意味不明. まず日本語をちゃんと読み書きできるようななることをお勧めします. // 15s3014 参照

15s3030: 
$ \DS C_V = \frac{3}{2} n R$, $ \DS C_P = (\frac{3}{2} + 1) n R$ で, $ n$, $ R$ は定数とすると, $ \DS C_P - C_V$ が気体によって異なるのはなぜか. M: その式が成り立つのは, どのような条件の時か?

15s3031: 
エンタルピーの絶対値を求めるのが難しいのはなぜですか. M: 自分で考えてみれば, 困難さが実感できるのでは(?)

15s3032: 
高校の熱化学方程式では符号が正だと発熱反応であったのに, 標準反応エンタルピー変化の場合は符号が負であると発熱反応である理由はなにか. M: 丸暗記で対応していると, 理解不可能でしょう. 標準反応エンタルピー変化 $ \DS \Delta_$r$ H^\plimsoll$ が何を表しているのか, 意味を考えて, 理解に勤めてください. // 高校化学では右辺と左辺を統合で結ぶ特別な式を考えて, 両辺のエネルギーが等しいものとしました. これからは普通の化学反応式を考えて, 反応前後の系の標準エンタルピー変化を考えるだけでよい. みなさんの意識を早く国際標準にしてください(!!)

15s3033: 
温度が指定された標準状態の例が扱われましたが, 圧力が指定される場合もありますか. また, その時には熱化学方程式でどのように表記するのですか. M: 教科書 p.102 に記載の通りなのだが, 何が理解できないのだろうか(?) もちろん ``一般に'' なので, 例外はあるだろう. // 別に, 普通に分かるように記述すればいいでしょ. 特別な表記以外は一切受け付けない (誤りとして拒否する・排除する) などという制限は無い.

15s3034*: 
エントロピーは系の無秩序さ (乱雑さ) を表す熱力学量であるとありますが, 系の無秩序さとは具体的になんですか. M: 15s3024 参照

15s3035: 
「エントロピーは系の無秩序さを表す」と教科書にあったのですが, 原子や分子のもつエネルギーもここから求められますか. M: ``ここ'' とは, どこのことか?

15s3036: 
自発変化であっても系のエントロピーが必ずしも増加しない, というのは例えばどのような場合がありますか. M: 前提条件を無視しないように(!!)

15s3037: 
個体の[原文ママ]物質に無秩序さはあるのですか. M: そりゃ, 個別には色々あるでしょうね. 完全結晶とか, 調べてみてはいかがか(?)

15s3038: 
「自発的に」とは, 動植物などの生命体が関与しない場合か, それとも人間による化学変化が関与していない場合なのでしょうか. M: 生物自体も, 自発的に動く化学的機械ですね :-p // 言葉の意味が分からなければ, 辞書を見ればいいのでは(?)

15s3039: 
身のまわりで起こる現象以外の場合は, 定圧変化でないのか. M: 定圧変化の定義は ``身のまわりで起こること'' ではない.

15s3041: 
温度を変えず, 圧力変化で物質の状態を変えた祭[原文ママ] $ \Delta U = 0$ といえますか? M: 自分で考えて分からないのは, なぜか? // どうやって圧力を変えたのだろうか(?)

15s3042: 
トムソンの表現で「他に何の変化も残さずに」とありますが, 変化するものがあったときに吸収した熱をすべて仕事に変えることはできますか. M: 自分で考えて分からないのは, なぜか? // それは熱力学の法則で禁止されている過程なのだろうか(?)

15s3043: 
化学反応で熱が出入りしないようにはできないんですか. M: 別に, 断熱容器の中で反応させればいいだけでは(?)

15s3044: 
構成要素の安定な単体とはどういうことですか. M: ことばの意味をきちんと丁寧に考えるか, 他の参考書などもみて実例を考えてみればいいのでは(?) // 水は水素と酸素からできている. 水素と酸素のそれぞれの (安定な) 単体は何か? もしかして未だに ``安定な'' の物理化学的な意味がわかっていないのか(?!)

15s3045: 
トムソンの表現で 逆に仕事の全てを熱に変えることは可能なのか? M: 本気ですか? // その話題は 20151221 の 14s3034 で既出です.

15s3046: 
第二種永久機関を実現させるのは不可能か? M: そんな用語を知っているのに, こんな質問をするとは, 困りますね. 20151221 の 14s3021 参照

15s3047: 
$ \DS \Delta_$f$ H^\plimsoll$ の f はどういう意味ですか? M: 標準生成エンタルピーの英語が standard enthalpy change of formation であると, 教科書に記載されています.

15s3048*: 
エントロピーは系の無秩序さを表すとは 具体的に何を表すのか. M: 15s3024 参照

14s3008: 
吸収した熱の全てを仕事に変えることはできませんが, では現実ではどのようにしてできるだけ多くの仕事を得ようとしているのですか? また, その限界はどのくらいなのですか? M: 個別具体的な技術については, 私は知らない. 一般的には機械の稼動部の摩擦を減らすとかが考えられる. // 15s3001 参照

14s3014: 
孤立系の状態を現実で作り出すにはどうしたらよいか. M: 孤立系の定義を元に, 自分で工夫して考えてみればいいのでは(?)

14s3015: 
エンタルピーを直接測定することが困難なのはどのような場合ですか. M: 少なくとも, ある測定装置のメモリ (測定値) がエンタルピーになっているようなものは, ない :-p

14s3030: 
H$ _2$ が 2H$ \cdot$ となるために必要なエネルギーと, H が H$ ^+$ となるエネルギーと H が H$ ^--$ となるエネルギーを合わせれば標準生成エンタルピーのようなものが (値が) 出てきますが, それは標準生成エンタルピーの定義からそれているので標準生成エンタルピーとは呼ばないエネルギーとなりますよね? M: 自分で考えて分からないのは, なぜか? // 何の標準生成エンタルピーの話をしているのか? H$ _2$ のそれは定義によりゼロだが, あなたのいうエネルギーはどんな値になるのでしょうか?

14s3034: 
「他に何の変化も残さず」とは具体的にはどのようなことですか. M: 言葉通りで, 具体的も何も無いのだが. 意味がわからなければ, 辞書を見ればいいのでは(?)

14s3040: 
圧力一定でないときでもヘスの法則は成り立ちますか? M: 自分で考えて分からないのは, なぜか? // どんな前提条件だったか, 考えてみればいいのでは(?)

12s3017: 
熱力学第二法則での「``自発的'' に進まない」は「エネルギー小からエネルギー大」に移動しないと ほとんど同じ意味ですか? M: 自分で考えて分からないのは, なぜか? // 言葉の意味が分からなければ, 辞書を見ればいいのでは(?)

12s3024: 
標準状態で進行しない反応の標準生成エントロピーは求められるのですか? M: 進行する反応について, どうやって求めたらいいか, 自分で考えてみればいいのでは?


rmiya, 20160126