第5回製剤技師認定試験(第1問)を解くために必要な情報をまとめてみました。
第 1問 熱力学に関する次の記述の正誤について,正しい組合せはどれか.
a 熱力学は,系と外界とのエネルギーや物質のやり取りの条件によって,孤立系,閉鎖系,開放系に分類される.
b 孤立系では,等温でエントロピーが増大すれば自発的な変化が起こる.
c 熱平衡に達した後も,宇宙(孤立系)のエントロピーは増大する.
d ギブズの自由エネルギーは,閉鎖系の等温定容過程での自発的な変化を判断するのに役立つ.
a 熱力学は,系と外界とのエネルギーや物質のやり取りの条件によって,孤立系,閉鎖系,開放系に分類される.
孤立系、閉鎖系、開放系ってなに?
このような系を分けるポイントは、問題文にもあるように以下です。
・物質の出入り(移動)
・エネルギー(熱エネルギー、仕事エネルギー)の出入り(移動)
断熱系って書いてないから、この問題は【誤】ってこと?
私も一瞬?少し?そのように思いましたが、前提が「熱力学は、」です。そのため「仕事の出入り」のみが関係する断熱系がなくても【正】となります。
もし、「エネルギーの代表的な系」となると、上記4つの系を指すと思います。。。
b 孤立系では,等温でエントロピーが増大すれば自発的な変化が起こる.
エントロピーってなに?
よくわかんないですよね。未だにまぢでよくわかりません。以下セットでまずなんとなく覚えましょう。似てるのでセットで覚えますが、別物と覚えます。詳しく知りたい方は、他のサイトを覗いてみてください。
・エンタルピー(H):ある物質が持っているエネルギー。
・エントロピー(S):不可逆性の度合い。乱雑さの指標。
孤立系では、物質も熱も出入り(移動)しないため、エントロピー(不可逆性、乱雑さ)が増大したら、「変化しそう」、「だって不可逆だもんね」ぐらいで一旦スルーします。
c 熱平衡に達した後も,宇宙(孤立系)のエントロピーは増大する.
エントロピーが大きくなると、エネルギーが低くなる≒安定するそうです。「宇宙はどんどん広がっている」と聞いたことはありませんか?そんな感じか…ぐらいで、問題を解く量を増やすことに注力しましょ(もちろん最終的には関数も頭に入れたほうが良いです)。余談ですが、大学1年生の物理化学のテストの前日、友達同士で勉強会を開いていたのですが、
エントロピーって何か理解した?
エントロピーは無限大に増大する
だからどういう意味?
宇宙のエントロピーは無限大に増大する
と連呼して、エントロピーに関してはそれのみの情報で受験してました。保留になってたっけな??
d ギブズの自由エネルギーは,閉鎖系の等温定容過程での自発的な変化を判断するのに役立つ.
G:Gibbsエネルギー(自発的な変化がどの方向に進行するかを示す状態量、温度Tにおける仕事に使えるエネルギー)
H:エンタルピー(ここでは、系全体が持つエネルギー)
T:絶対温度
S:エントロピー
T×S:束縛エネルギー(?…なるもの)
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