No.2ベストアンサー
- 回答日時:
ΔHは書いてあるとおりで358 J/gです。
ΔH=ΔU+Δ(PV)=ΔU+PΔV
となりますからPΔVがΔHに比べて無視できない(ΔHとΔUの差が無視できない)ことを確かめればよいのです。あとは単位に注意して計算です。
1 molあたりに直せば蒸発のエンタルピー変化は358x78=2.79x10^4 J/molです。1 molのジエチルエーテル蒸気の308 Kでの容積は1 atmとして、
22.4x10^-3x(308/273)=0.0253 m^3
です。一方1 mol(78 g)の液体のジエチルエーテルは密度が0.713 g/cm^3ですから、55.6 cm^3=55.6x10^-6 m^3となります。つまり蒸発による体積増加ΔVは
ΔV=0.0253-55.6x10^-6=0.0252 m^3
となります。(ΔVの計算に液体の体積はほとんど効いてこないことがわかります。)ΔVが出たのでPΔVが計算できます。
PΔV=1.013x10^5x0.0252=2.55x10^3 J/mol
となります。以上より
2.79x10^4=ΔU+2.55x10^3
ΔU=2.54x10^4 J/mol
となります。ΔHが2.79x10^4に対してΔU=2.54x10^4ですからPΔVは無視できないことがわかります。
No.3
- 回答日時:
> もし良かったらΔUの求め方も教えていただけますか?
エンタルピー H の定義式 H = U + PV より
ΔH = Δ(U + PV) = ΔU + Δ(PV)
標準沸点で液体から気体になる相変化は定圧変化なので
Δ(PV) = PΔV
よって内部エネルギー変化 ΔU は
ΔU = ΔH - PΔV
で与えられる。
液体の体積をV1, 気体の体積をV2と書けば、
V1≪V2 より PΔV=P(V2-V1) ≒ PV2
理想気体の状態方程式より V2 ≒ nRT/P
よって
W = -PΔV ≒ -nRT
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