アルミニウムの融点は660℃、溶融の潜熱は10500[J/mol]である。アルミニウム5モルを溶融するときのエントロピー変化量を求む。(単位と符号を忘れずに記せ)
    という問題を解いてください・・・。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (4件)

困りましたね~.



> テスト前に15題ほどの問題が載ったプリントが配られ、
> この中から何問かが数字を変えてテストにでるそうです。

最近は,どの程度のレベルの学力が単位取得に要求されるかを
前もって教官が学生に明らかにし,その上で成績評価は厳しく
(つまり,点が大幅に足りないのに通しちゃう,なんてことのないように)
という流れになりつつあります.
ですから,「こういうような問題をテストに出します」のプリントは
意味があるのですが,数字だけ変えてテストに出題ってのはどうもね~.
まあ,テスト前に勉強してもらう考えと思いますが...
私も物理関係の授業でそういうプリントを作成していますが
「全く同じ問題や,数字だけ変わっている問題は出しません」です.

> 黒板もメモ程度にしか書かない人なのです。

そこらへんは,その先生が本当に不熱心なのか,
それとも黒板に書いたことだけノートに写すようでは困る,
という考えでやっているのか,きちんと見抜く必要がありますよ.
いつまでも誰かが「これが大事ですよ,覚えておきなさい」と
やってくれるわけではありませんから,
その場で話の組み立てを即座に理解し何が大事か自分で判断する,
という能力を開発するのも将来のために非常に大事です.
私も,大事なことを板書せずに話だけで済ます,
ということを意識的によくやっています.
もちろん,学生には
「板書だけが重要じゃないですよ.何が大事かは自分で判断してください」
と毎時間繰り返しています.

> そんなやり方でも単位がとれてしまう大学のシステムにも問題がありますね・・。

本質的理解なしに単位が取れてしまうのは,確かに問題ありと私も思います.

さて,本来の質問ですが,
熱の移動ΔQに伴ってエントロピーΔSが移動します.
両者の間の関係は
(1)  ΔS = ΔQ/T
です.
Tはそのときの絶対温度(摂氏温度ではない!)
潜熱は,融点の温度にある固体を液体にするのに必要な熱.
例えば,0℃の氷を0℃の水にするために必要なのが水の融解潜熱.
アルミニウムの潜熱が1モルあたり 10500 [J]だというのだから,
5モルではその5倍で,5×10500 [J]の熱を外から受け取る必要がある.
融解途中では(固体と液体が共存している)温度は 660℃(T = 660+273 = 933 [K]) のまま.
したがって,
(2)  ΔS = (5×10500) [J] / 933 [K] = 56.3 [J/K]
もちろん,アルミニウムのエントロピーは増えたわけです.
    • good
    • 0
この回答へのお礼

わかりやすい回答ありがとうございました。エントロピー変化はもうばっちりです。

お礼日時:2001/07/24 22:13

補足を拝見しました.



> テスト前なのでテキストや文献を探してる暇がありません・

テストというなら,
講義で使ったテキストやあなたが講義を記録したノートが手元にありますよね.
手間暇かけて探すと言うほどのことではないはずです.
既に目を通したテキスト,あるいは自分で書いたノート,
そういうものに当たるのが早道と思いますよ.
エントロピーや潜熱も載っているはずでしょう.

他にも,問題の答を教えてください,をアップしておられますが,
いずれもテキスト(or 講義)内容ほとんどそのままのごく基本的内容でしょう.
そちらについても,テキストや自分のノートに目を通すのが
結局一番能率的と思いますよ.

> 僕は非化学系なので

理工系の基礎教育の内容ですよね.
特に化学系でなくては理解できないというほどのことはないはずです.
そもそも,非化学系の lassen さんが受講している内容であるということ自体が
それを示しています.

> 理解することより、問題が解けるようになりたいのです。
> エントロピー変化も潜熱も良く分かりませんが、
> この問題を解けるようにはなりませんか

率直に言って,問題文に出てくる用語の意味の理解なしに問題は解けませんよ.
誰でもそう思うんじゃないでしょうか.
意味がわからないまま答を丸覚えというなら別ですが,
それは全く意味がありませんね.

厳しいコメントになったかと思いますが,
やっぱり勉強は積み重ねが大事です.

この回答への補足

ごもっともです・・・。でもこの授業の先生は自作のプリントを使ってるのでテキストのように詳しくないんです。ほんと不親切なプリントで黒板もメモ程度にしか書かない人なのです。向こうも非化学系の学生相手だと思って授業やってるんじゃないでしょうかね~。テスト前に15題ほどの問題が載ったプリントが配られ、この中から何問かが数字を変えてテストにでるそうです。しかも配布プリントはすべて持ち込み可、なのです。問題のプリントも含めて・・・。ですから答えが知りたかったのですが・・・・。ほんとに化学を学ぶ上で意味のない行為ですよね。そんなの分かってます。しかし、単位をとって進級して、専門を学ぶという見方をすれば全く意味がないとは言いきれないのではないでしょうか。そんなやり方でも単位がとれてしまう大学のシステムにも問題がありますね・・。

補足日時:2001/07/22 09:36
    • good
    • 0

熱力学関係の話のようですが,


エントロピー変化,熱の移動量,絶対温度の間の関係は
ご存知ですよね.
アルミニウムを融かすためには,5モル分の潜熱に相当するだけ
外から熱を加えないといけませんよね.
それから,融かしている間(固体と液体が共存している)は
温度はもちろん一定(660℃)ですね.

じゃ,あとは電卓叩くだけです.
    • good
    • 0

これは、「660℃において」融解したときのエントロピー変化でしょうか。


だとしたら、それほど難しく考える必要はないでしょう。

熱力学のテキストや文献を調べてみてはいかがでしょうか。潜熱とは何か、
エントロピー変化とは何かを理解するいい問題です。

もしわからない場合は、「どの辺りがわからないのか」を明記して下されば、
もう一度説明いたします。

この回答への補足

テスト前なのでテキストや文献を探してる暇がありません・・・。それに化学を専攻されている方には失礼なのですが、僕は非化学系なので、理解することより、問題が解けるようになりたいのです。エントロピー変化も潜熱も良く分かりませんが、この問題を解けるようにはなりませんか・・・?ほんとにムカつかれる奴で申し訳ないんですけど、、解き方が分かりません。

補足日時:2001/07/21 16:57
    • good
    • 0

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q-25℃の氷と-40℃の氷の昇華潜熱はいくつになりますでしょうか??

-25℃の氷と-40℃の氷の昇華潜熱はいくつになりますでしょうか??
どの程度エネルギー差があるか把握したいデス。

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

> 低温の方が潜熱必要だとは思いますが。。。

255~225Kの温度範囲では、氷の比熱 cp[氷] と水蒸気の比熱 cp[水蒸気] がほとんど同じなので、昇華潜熱 Δh[昇華] が温度によらない値になります。

式で書けば、

d(Δh[昇華])/dT
 = (∂(Δh[昇華])/∂T)_p + (∂(Δh[昇華])/∂p)_T (dp/dT)
 ≒ (∂(Δh[昇華])/∂T)_p  … pが0.1MPaより低ければ∂(Δh[昇華])/∂p)_Tはとても小さいから
 = (∂(h[水蒸気])/∂T)_p - (∂(h[氷])/∂T)_p
 = cp[水蒸気] - cp[氷]
 ≒ 0

ということです(h[水蒸気]は水蒸気の比エンタルピー、h[氷]は氷の比エンタルピー、(∂h/∂T)_p,(∂h/∂p)_Tはhの偏微分)。

じっさい、三重点付近(0℃付近)では、cp[氷] > cp[水蒸気] なので d(Δh[昇華])/dT<0 となって、0℃より温度を少し下げると潜熱は0℃のときよりも大きくなります。また、100~300Kの広い温度範囲で水蒸気の比熱が一定(cp[水蒸気]≒4R, Rは水蒸気のガス定数)であるのにたいして、氷の比熱は温度が下がると小さくなります(参考文献の Table 13)から、温度が225Kより低くなると cp[水蒸気] > cp[氷] となって d(Δh[昇華])/dT>0 になるので、低温の方が昇華潜熱が小さくなります。

蒸発潜熱の場合では
http://en.wikipedia.org/wiki/Enthalpy_of_vaporization
の右上図にあるように、低温の方が潜熱がより大きくなるのが普通です。
このグラフの低温側(蒸気圧がだいたい0.1MPaより低いところ、水なら373K以下)で潜熱が右下がりになっているのは、ふつうは、cp[蒸気] < cp[液体] になるからです。臨界点に近づいて蒸気圧が高くなると、「∂(Δh[昇華])/∂p)_Tがとても小さい」とはいえなくなるので、比熱の大小だけでは議論できなくなります。ですけど、臨界点では Δh[蒸発] = 0 になりますから、臨界点に近いところでは、「普通に考えても、低温の方が潜熱必要だ」と思っていいです。

pが0.1MPa より低ければ∂(Δh[昇華])/∂p)_Tはとても小さい、ということを式で示すのは少し面倒なので省略します。参考文献の Table 14 にある氷の比エントロピーが p=0 とp=0.1MPaでほとんど同じであることと、∂(h[理想気体])/∂p)_T = 0 であることから、なんとなく感じがつかめるのではないかと思います。

> 低温の方が潜熱必要だとは思いますが。。。

255~225Kの温度範囲では、氷の比熱 cp[氷] と水蒸気の比熱 cp[水蒸気] がほとんど同じなので、昇華潜熱 Δh[昇華] が温度によらない値になります。

式で書けば、

d(Δh[昇華])/dT
 = (∂(Δh[昇華])/∂T)_p + (∂(Δh[昇華])/∂p)_T (dp/dT)
 ≒ (∂(Δh[昇華])/∂T)_p  … pが0.1MPaより低ければ∂(Δh[昇華])/∂p)_Tはとても小さいから
 = (∂(h[水蒸気])/∂T)_p - (∂(h[氷])/∂T)_p
 = cp[水蒸気] - cp[氷]
 ≒ 0

ということです(h[水蒸気]は水蒸気の比エンタルピー、...続きを読む

Q化学の教科書です。 下線部の意味がわかりません。 1molと1molだったら、2molじゃないんです

化学の教科書です。
下線部の意味がわかりません。
1molと1molだったら、2molじゃないんですか?

Aベストアンサー

ごはん梅干。それぞれは1つずつでも、梅干入りのおにぎりになったら、新しい1つなんです。これと同じです。

Q0.5mol/Lの塩酸400mlに8mol/Lの塩酸を加えて、2mol/Lの塩酸を作る。この時加えた

0.5mol/Lの塩酸400mlに8mol/Lの塩酸を加えて、2mol/Lの塩酸を作る。この時加えた8mol/Lの塩酸の量を求めよ。

途中でおかしな方向にいってしまいます、、
教えてください!><

Aベストアンサー

すでに答えは出ているようですが、「濃度」の問題では、

(1)中に溶けているもの(溶質)
(2)溶質を溶かしている「うすめるもの」(溶媒)

の量が必要で、
 (濃度)=(溶質の量)/(溶質 + 溶媒の量)
とうことです。

 常に、「溶質」と「溶媒」の両方の量を明確にすれば、どんな問題にも対応できます。

この問題の場合には、溶質が「mol」単位で、「溶質 + 溶媒の量」が「リットル」ですので、それで統一して明確にしていきます。

(1)0.5mol/Lの塩酸:400ml
 (溶質)塩酸 0.5 mol/L * 0.4 L = 0.2 mol
 (溶質 + 溶媒)0.4 L

(2)加えた8mol/Lの塩酸:X (L)
 (溶質)塩酸 8 mol/L * X (L) = 8X mol
 (溶質 + 溶媒)X (L)

(3)できあがった塩酸:(1)と(2)を足したもの。
 (溶質)塩酸 0.2 + 8X mol
 (溶質 + 溶媒)0.4 + X (L)

 これが 2 mol/L になるためには
  (0.2 + 8X)/(0.4 + X) = 2 mol/L
より
  0.2 + 8X = 0.8 + 2X
 → 6X = 0.6
 → X = 0.1 (L) = 100 (mL)

すでに答えは出ているようですが、「濃度」の問題では、

(1)中に溶けているもの(溶質)
(2)溶質を溶かしている「うすめるもの」(溶媒)

の量が必要で、
 (濃度)=(溶質の量)/(溶質 + 溶媒の量)
とうことです。

 常に、「溶質」と「溶媒」の両方の量を明確にすれば、どんな問題にも対応できます。

この問題の場合には、溶質が「mol」単位で、「溶質 + 溶媒の量」が「リットル」ですので、それで統一して明確にしていきます。

(1)0.5mol/Lの塩酸:400ml
 (溶質)塩酸 0.5 mol/L * 0.4 L =...続きを読む

Qモルエントロピー変化

「0.1MPaで300Kから400Kまで加熱したときのN2のモルエントロピー変化ΔSを求めよ。ただしN2のa=28.58 , b=3.77*10^-3 K^-1 」

という問題があって、私は
ΔS=a*ln(400/300) + b(400-300)
  =3.95 J/Kmol

という感じで解答したのですが、どうやら間違えているそうです。
どうかご指摘のほどよろしくお願いします!!(m_ _m)

Aベストアンサー

単純な計算ミスですね。

ln(400/300)=0.2877≠0.1249=log(400/300)

自然対数(eを底とする対数)で計算するべきところを、常用対数(10を底とする対数)で計算しているようです。

Qこの濃硫酸のモル濃度(mol/l)はいくらか

市販の濃硫酸の質量パーセント濃度98.0%,その密度は1.84g/cm3である。
この濃硫酸のモル濃度はいくらか
この濃硫酸の規定濃度はいくらか
この濃硫酸を水で薄めて1.00mol/l希硫酸500mlを作るには、濃硫酸は何ml必要か。

Aベストアンサー

モル濃度とは1L中のH2SO4の物質量です。
ですから、体積を1Lに設定して計算するとわかりやすいです。

1Lの濃硫酸の質量=1000×1.84=1840〔g〕
そのうち98%がH2SO4だから、
H2SO4の質量=1840×0.98〔g〕
H2SO4の分子量は98だから、
H2SO4の物質量=1840×0.98/98=18.4〔mol〕
溶液の体積は1Lだから、18.4〔mol/L〕

規定度はあまり使わなくなった言葉ですが、酸の場合はH+のモル濃度です。
硫酸は2価ですからモル濃度に2を掛けます。

濃硫酸に水を加えてもH2SO4の物質量は変わりません。
1.0mol/Lの希硫酸500mLに含まれるH2SO4は
1.0×500/1000=0.5〔mol〕
したがって、x〔mL〕の濃硫酸にH2SO4が0.5mol入っていればいいです。
18.4×(x/1000)=0.5


人気Q&Aランキング

おすすめ情報