熱力学

花鳥風月さんの書込 (2009/07/31(Fri) 14:22)

物理化学の内容ですが，どなた様か，アドバイスを頂けませんか？

100℃，1atmにおける水の蒸発熱は40.66ｋJ/mol．１００℃で平衡状態にある1molの水と1molの蒸気のヘルムホルツの自由エネルギー差ΔA，およびΔUを求めよ．

という問題ですが，

A＝U−TSより，ΔA＝ΔU−TΔS． H2O（ｌ）→H2O（ｇ）−40.66ｋJまでの関係はわかるのですが，ここからどうのように展開していけばいいでしょうか？ご教授お願いします．なお，答えは，水→水蒸気の変化で，ΔA=-3.10ｋJ/mol，U=37.56ｋJ/molです．

ΔA＝−PΔV−SΔT ですが，温度が一定のときは ΔT=0 なので ΔA＝−PΔV によりΔAが求められます．また ΔU＝Q−PΔV＝Q＋ΔA によりΔUが求められます．

回答ありがとうございます．

はい，Pはわかるのですが，ΔVの求め方がわかりません．とりあえず，PV=ｎRT より，ΔV=ｎRT/Pとしたら，ΔA=-PΔV＝-ｎRT＝-3.10ｋJ ですか？なれました！ただ，ΔV＝ｎRT/Pで，変化を表しているのでしょうか？

ΔVは蒸発による体積変化です．つまり液体の水と水蒸気の体積の差です．前者は小さいので無視するとすれば，ΔV＝ｎRT/P としてよいわけです．

あーなるほどです． ΔV=（Δｎ）RT/Pとするのは，見当違いですかねぇ？

見当違いです．

有難うございます．これで納得できました．次の問題に進みたいと思います．