• 締切済み

気体の内部エネルギーについて

気体の内部エネルギーについては 理想気体では分子間力はゼロとみなせるため 位置エネルギーは考えず運動エネルギーだけを考えると思いますが 実在気体では分子間力に加え 分子内における共有結合のような結合力も 位置エネルギーとしてとらえることはできないのでしょうか?

  • 化学
  • 回答数2
  • ありがとう数2

みんなの回答

回答No.2

もちろんそれも内部エネルギーの一部です。 たとえば、2原子分子の定圧モル比熱は、理想気体の取り扱いをしたとして、低温では (5/2)R、普通程度の温度では回転のエネルギーが入って来て (7/2)R、さらに温度を上げると振動のエネルギーが入って来てもっと大きくなります。振動のエネルギーは、分子内結合の位置エネルギーと振動の運動エネルギーから成っていますから、結合の位置エネルギーも入ります。しかし、普通よくある気体だと、普通の温度では振動が起こらないので、常温で考える限り書く必要が無いだけです。高温では考えないといけません。

scientific-mind
質問者

お礼

ありがとうございます。 理解が進みました。 例えば、反応物をH2,I2 生成物を2HIとして このときに生じる反応熱は 反応物と生成物の振動エネルギー (特に分子内結合の位置エネルギー)の差に 起因する部分が大きいのでしょうか?

  • nananotanu
  • ベストアンサー率31% (714/2263)
回答No.1

結合エネルギーによって「単体から化合物が生成されたポイント」が化合物のエネルギーの原点です。 なので、議論の意味が違う。 大学以上の方なら、ポテンシャルエネルギー曲線(曲面)を見れば明らかなんですけどね。 簡単に言うと、結合距離無限大の時の位置エネルギーが結合エネルギーの様なもの、かな。

scientific-mind
質問者

お礼

すみません。 完全にわからなくなりました。

scientific-mind
質問者

補足

これは単体の生成熱をゼロとおくことと関連しているのでしょうか? また、位置エネルギーの構成内容は熱化学とそれ以外の分野では異なっているのでしょうか?

関連するQ&A

  • 実在気体の熱力学的パラメーターについて

    カルノーサイクルにおいて、実在気体の場合だと理想気体と値が変わる力学的パラメーターが何かが分かりません。 分子間力や分子体積があるので、仕事や熱量が変わること 断熱変化の内部エネルギーが0にならないことは分かりますが エントロピーやギブスの自由エネルギーが実在気体と理想気体で違いがあるかどうかが分かりません。 よろしくお願いします。

  • 実在気体と理想気体について

    次の実在気体と理想気体の関係についての説明で誤っているものはどれか。 1)理想気体は、完全に気体の状態方程式の関係にあてはまる。 2)実在気体の分子には大きさがあるが、理想気体の分子の大きさは0である。 3)実在気体は絶対零度になる前に固化し、その体積は0にはならないが理想気体は絶対零度になっても固化せず、その体積は0となる。 4)理想気体の分子の間には分子間力がある。 5)実在気体でも圧力が低いとき、または温度が高いときは理想気体に近い性質を示す。 何卒宜しくお願いします。

  • 気体の内部エネルギーについて

    高校物理の内容について気になったことがあったので質問します。 「温度を一定に保ちながら気体を圧縮したとき、内部エネルギーの変化は0である」と習いました。 しかしボイルの法則によると、温度Tを一定にしたとき体積Vと圧力Pは反比例します。つまり、圧縮すると内部の圧力は増加するということです。 これが矛盾しているように感じます。 圧縮した状態で釣り合って止まっているということは、圧縮しているピストンに対抗した「力」をその気体が出しているということになりませんか?その「力」を出す分だけ内部エネルギーも増加しているのではないでしょうか・・・? 分かりづらくてすみません><

  • 理想気体

    理想気体では、((1)熱エネルギー、(2)温度)は原子、分子レベルではどのように説明されているかを調べています。 ざっと調べたところ、 (1)は、マクロな数の原子・分子の運動エネルギーと位置エネルギーの総和 で、 (2)は、物質を構成する分子・原子一つ一つの平均運動エネルギーの指標 ということが分かりました。 もう少し詳しく調べたいのですが、お勧めのサイトがありましたら、教えていただけると幸いです。

  • 実在気体、理想気体の加圧

    実在気体に加圧をしていくと最初、分子間力が働くまではいいのですが・・・高圧にした時どうなるのですか??また、理想気体に同様なことをしたらどうなるのすか???教えてください。

  • 完全気体の内部エネルギー

    完全気体の内部エネルギーは温度のみに依存すると習いました。 そこで、いろいろな状態A,B,C,D,・・・を考えます(すべて完全気体です)。A,B,C,D,・・・は圧力、体積が違いますが、温度はすべて同じです。 このような場合、内部エネルギーはA,B,C,D,・・・どれもすべて等しいのでしょうか? たぶん等しいと思うのですが・・・。 どなたか教えていただけたらと思います。

  • 理想気体の内部エネルギー変化

    理想気体が等温的に体積を可逆的に変化させて場合、内部エネルギー変化がゼロになる理由を教えて頂けるとありがたいです。

  • 理想気体と実在気体のずれ

    理想気体は分子の大きさと分子間力をないものとして扱うので、理想気体で成り立つ式は、実在気体では厳密には成り立たないらしいのですが、それを示すグラフが良く分かりません。横軸にp(圧力)をとり、縦軸にp(圧力)v(体積)/n(物質量)R(気体定数)T(温度)をとっているのですが、理想気体では状態方程式pv=nRTが成り立つのでpv/nRTは常に1となる。これは分かるのですが、実在気体では、初めは1より小さく途中から値は大きくなり、高圧になると1よりも値が大きくなります。この説明として、最初1より値が小さくなる理由として、圧力pが小さいときは分子間力が無視できないため、pv/nRTのpが理想気体のそれと比べて小さくなるとあり、その後高圧にすると増加傾向に転ずるのは、圧力pが大きいとき分子の体積が無視できない為、pv/nRTのvが理想気体のそれと比べて大きくなるとありました。しかし前者の、「pが小さいときpv/nRTのpが理想気体のそれと比べて小さくなる」、というのが良く分かりません。横軸のpが同じであれば理想気体も実在気体も、pv/nRTのpは同じではないのでしょうか?それとも横軸のpと縦軸のpは別物なのですか?ご教授願います。

  • 1eVのエネルギーを持つ気体

    ウィキペディアを見ていたら、「1eVの平均運動エネルギーをもつ気体の温度は11604 Kとなる。」と書いてありました。 これが正しいとすると逆に、気体分子に1eVと同じエネルギーを熱で与えるには0Kから11604Kに昇温すればよいということでしょうか?3eVのエネルギーを与えるには11604×3 Kに昇温すればいいのでしょうか? よろしくお願いいたします。

  • 理想気体のエネルギーとエントロピー

    理想気体の真空膨張はエントロピーが増大し、内部エネルギーは変化しないという事はわかったのですが、理想気体を等温的に圧縮するときのエネルギーとエントロピーはどうなるのでしょうか?