熱力学

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25℃の理想気体1molを10Lから100Lまで等温膨張させた場合、この気体の内部エネルギー変化ΔU、エンタルピー変化ΔH、エントロピー変化ΔS、ヘルムホルツの自由エネルギー変化ΔFおよびギブスの自由エネルギー変化ΔGを求めよ。ただし、気体定数Rは8.31 J K-1 mol-1 とする。
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この問題を解くにあたって、
F、S、F、Gの定義はわかるのですが、
ΔU＝0（等温変化であるから）以外の変化量がわかりません。
よろしくお願いします。

No.1 回答者： ojisan7 回答日時： 2006/08/16 22:17

熱力学の第一法則dQ=dU+PdV（但し、dUは0）にP=RT/Vを代入して定積分をすればΔQが求まります。

ΔQが求まれば、他の量は、定義に従えば自然に求まるでしょう。

この回答へのお礼

返答ありがとうございます。

お礼日時：2006/08/17 13:41

No.2 ベストアンサー 回答者： noname#21219 回答日時： 2006/08/17 17:58

ΔS=∫dS,また第二法則dS=dQ/Tが仮定されてるはずだから、

ΔS=∫dQ/T=∫(dU＋PdV)/T=∫PdV/T=∫RdV/V=Rln10

それで、H=U＋PVですけど
dH=d(U＋PV)=dU＋d(PV)=d(RT)=RdT=0∴ΔH=0

ΔF=∫dF=∫d(U-TS)=-∫d(TS)=-∫(TdS＋SdT)
=-T∫dS=-TΔS

ΔG=∫dG=∫d(U＋PV-TS)=-∫d(TS)=-T∫dS=-TΔS

この回答へのお礼

sky_fireさん、
やはりΔHも0なんですね。答えも合って理解も深まりました。
丁寧な返答ありがとうございます。

お礼日時：2006/08/17 18:26