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解答 (例)
密閉した注射器のピストンを引くと、シリンダー内の
圧力は低下する。室温での蒸気圧と等しくなるまで
圧力が下がると、水が蒸発し水蒸気の泡が生じる。
すなわち、沸騰が起こっている。
室温に近い22℃での水蒸気の蒸気圧は
19.827 [mmHg] = 0.026 [atm]
(P.175 例題6.7)
解答 (例)
(a) 系が発熱する方向、すなわち気相から液相へ平衡が移動する
(b) 系が吸熱する方向、すなわち固相から気相へ平衡が移動する
(c) 系が発熱する方向、すなわち液相から固相へ平衡が移動する
(d) 同素体や異なる結晶相が存在して平衡状態にある場合は、系が発熱
する方向、すなわちより安定な相へ転移するが、そのような相が存在
しない固体の系では相変化は起こらず、固体の温度が下がる。
解答
① -15.0℃の氷 → 0℃の氷
比熱容量 c がこの温度範囲で 2.06 (J g-1 K-1)で一定とする(P35, 表2.1)と、
ΔH① = m c ΔT = 100.0×2.06×(0 - (-15.0)) = 3.09×103 (J)
② 0℃の氷 → 0℃の水
ΔHfus = 333.5 (J g-1) (P60, 表2.3)より、
ΔH② = m ΔHfus = 100.0×333.5 = 33.35×103 (J)
③ 0℃の水 → 100℃の水
比熱容量 c がこの温度範囲で 4.184 (J g-1 K-1)で一定とする(P35, 表2.1)と、
ΔH③ = m c ΔT = 100.0×4.184×(100 - 0)) = 41.84×103 (J)
④ 100℃の水 → 100℃の水蒸気
ΔHvap = 2260 (J g-1) (P60, 表2.3)より、
ΔH④ = m ΔHfus = 100.0×2260 = 226.0×103 (J)
⑤ 100℃の水蒸気 → 110℃の水蒸気
比熱容量 c がこの温度範囲で 2.04 (J g-1 K-1)で一定とする(P35, 表2.1)と、
ΔH⑤ = m c ΔT = 100.0×2.04×(110 - 100)) = 2.04×103 (J)
以上①~⑤の過程(すべて吸熱過程)を全て加えると、
3.09 + 33.35 + 41.84 + 226.0 + 2.04 = 306.32 (kJ)
解答
ΔvapS = ΔvapH / T
表6.2 (P167)より、ベンゼンの蒸発エンタルピーは ΔvapH = 30.7 (kJ/mol)
T = 80.1 + 273.2 = 353.3 (K)
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よって、 ΔvapS = 30.7×103 / 353.3 = 86.89 (J mol-1 K-1)
また、この値はΔvapS が 85 J mol-1 K-1 程度というトルートンの規則と矛盾しない

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