• ベストアンサー

断熱変化のエントロピー?

素人の素朴な疑問です。 カルノーサイクルをp-V平面に書くと常に体積は変化してます。それを 横軸S、縦軸Tで書くと四角で示され、断熱膨張/圧縮過程は縦線で示されエントロピー一定です。 http://okwave.jp/qa651561.html 一方、断熱変化でも体積が変わるとエントロピー変化があります。 http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1012378575 これは矛盾してないんでしょうか?

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数1

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • MsLily
  • ベストアンサー率72% (8/11)
回答No.1

エントロピー変化は系に出入りした熱量を、その系の温度で割ったものとして定義されます。よって熱の出入りがない断熱変化においてはエントロピーは変化しないように思えます。しかし、ここで注意してほしいのはΔS=ΔQ/T という関係式が成り立つのは可逆変化の時のみという点です。非可逆過程ではΔS>ΔQ/Tになります。よって非可逆な断熱膨張(例えば真空中への自由膨張など)ではエントロピー変化は0ではなく正の値になります。 つまり可逆断熱膨張ではエントロピーは変化しませんが、非可逆断熱膨張ではエントロピーは変化します。 >一方、断熱変化でも体積が変わるとエントロピー変化があります というのはおそらく誤りでしょう。断熱変化の場合、体積変化はあまり関係ありません。問題は可逆か非可逆かということです。

関連するQ&A

  • エントロピー変化

    カルノーサイクルにおける、断熱可逆過程でエントロピー変化を求める場合、どのようにすればよいのでしょうか?

  • 熱力学(エントロピー変化)

    熱力学(エントロピー)についての質問です。 気体が断熱的に真空中へ膨張するときのエントロピー変化を求めるのですが、 [1]ピストンを準静的に膨張させながら、温度が低下しないように熱を加える場合(等温変化) [2]断熱変化のあと、下がった温度の分熱量を加える場合(断熱変化+等積変化) 2つの場合で、[1]については、分かったのですが、[2]についてが分かりません。 答えは同じになるので、解き方、考え方を教えていただきたいです。

  • 断熱自由膨張、不可逆、エントロピー変化

     気体の断熱自由膨張は不可逆変化で、断熱しててもエントロピーが増大する。質問サイト、Web情報、教科書を読みましたがQ=0とQ=- ∫ PdVを区別している点が分かりません。  理想気体として断熱自由膨張を説明するとき、断熱によるQ=0と自由膨張によるW=0から内部エネルギーの変化がなく、理想気体のU=Cv(ΔT)から等温変化である。さらに等温変化からエントロピー変化を計算するには、膨張を準静的な等温過程としてW= - ∫ PdV = QとΔS=Q/Tからエントロピー変化が計算できる。  気体自身はQ=- ∫ PdVの変化をしていてるけど断熱してるから系外には逃げずにQ=0ということでしょうか?系全体としてのQ=0とW=0というから等温変化になるのでしょうか?

  • エントロピー、理想気体、断熱可逆的な変化について

    (1)1molの理想気体を温度T1の状態から圧力をP1からP2まで断熱可逆的に膨張させると温度がT2となった。Cv=(3/2)Rとして、T2をもとめよ。 (2)1molの理想気体について断熱可逆的に体積V1からV2まで膨張させ、仕事が行われないとする。この時、気体の温度がΔT、気体のエントロピーがΔS1 、周囲のエントロピーがΔS2だけ変化した。ΔT,ΔS1、ΔS2をもとめよ。 ご教授お願いいたします。

  • エントロピー変化の問題について

    温度T1でn[mol]の理想気体を(1)可逆低温膨張、(2)可逆断熱膨張、(3)不可逆断熱自由膨張、の3つの過程で体積をV1からV2に増加させた。それぞれの過程に対して、系が得る熱と、系のエントロピー変化について結果の導出過程と共に説明しなさい。気体定数はRとする。 わかる方お願いします!!

  • 断熱圧縮は等エントロピー変化で、等エンタルピー変化とならないのはなぜ?

    モリエル線図(p-h線図)で冷凍サイクルの勉強をしています。 圧縮機における圧縮はごく短時間で行われ、外部との熱のやり取りがほとんど行われず断熱圧縮とみなせるため、エントロピーの定義式 S=∫dQ/T においてdQ≒0とし、エントロピー一定の変化を起こすということは分かりました。 http://www.jsrae.or.jp/E-learning/saikuru2/saikuru2.html ここで疑問なのは、 熱のやり取りがないのに、なぜ、エンタルピーは増加するのでしょうか? 圧縮時に外界から受ける仕事がエンタルピーの増加につながっているとも考えたのですが、熱の授受がないと仮定しているので、仕事のエネルギーがどこに保存されているのか説明がつきません。 圧縮による仕事はどこへ行ってしまったのでしょうか? また、膨張弁では、仕事もせず熱も出入りしないため、等エンタルピー変化を起こすようですが、これも断熱変化、および、等エントロピー変化と考えられるのでしょうか? 熱力学初心者なので、用語の理解が間違っているかもしれませんのでご指摘お願いします。

  • エントロピー変化、内部エネルギー変化の問題です。

    以下の問題の解き方がわかる方、わかりやすく教えていただけると助かります。 *理想気体は分子の体積を0としている。そこで、分子の体積を考慮した状態方程式P(V-b)=nRTを導入する。この状態方程式に従う気体について以下の問いに答えよ(bは分子の体積に関係する定数)。なお、気体の定積熱容量CVと定圧熱容量CPは温度に依存しないとする。 (1)状態I(T1、V1)から状態II(T2、V2)まで断熱可逆膨張した時の内部エネルギー変化を示せ。 (2)体積がV1からV2に等温可逆膨張した時のエントロピー変化を示せ。 (3)体積がV1からV2に自由膨張した時のエントロピー変化を示せ。 (4)Van der Waals 状態方程式に従う気体を状態I(T1、V1)から状態II(T2、V2)まで断熱可逆膨張した。このときの内部エネルギー変化を示せ。

  • エントロピーの問題です。

    酸素を断熱膨張させて体積を3倍にしたところ、温度が80K下がった。このときにした仕事の量とエントロピー変化を、正、負、無し、で答えよ。    誰か教えてください。お願いします。

  • 絞り弁の断熱減圧膨張って等エンタルピーで非エントロ

    エネルギー管理士の流体の問題で質問したいです。 絞り弁の断熱減圧膨張って等エンタルピーで非エントロピーなんですか? 絞り弁の断熱減圧膨張は、運動エネルギ変化を無視出来る=等エンタルピー変化、だそうです。 一方で、断熱膨張する場合エントロピーの方は変化0では? このあと、なんか表見ながらエントロピー変化を求めたりするのですが、なぜかエントロピーが増えています、、 断熱膨張なのにです。 媒体が蒸気だと、エンジンのサイクルと勝手が違うんですか?たしか蒸気の場合、スターリングサイクルだったような、、そうすると、断熱膨張でS>0にまで至る理由がわかりません、、 ガソリン機関やディーゼル機関のオットーやディーゼルでは断熱膨張はS=0とするのにこの違いを教えてほしいです。いかなる環境の違いがもたらすのか?教えて欲しいです

  • 自由膨張でのエントロピー変化

    エントロピーについていまいち理解できません。 いろいろな質問を見たのですがどうしても解決できないので教えてください。 得た熱を絶対温度でわったら、エントロピー変化になる(ΔS=ΔQ/T)と書いてあったのですが、 断熱自由膨張では、熱は0で温度で割っても0で、エントロピー変化が0になってしまうのですが、どうやって解釈すればいいのでしょうか? また内部エネルギー変化も0(∵Tが一定)になるのですが、でしたらエントロピー変化は何に由来するのですか?