気化熱

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298.15K以上、1気圧での亜鉛のモルエンタルピーで、融点と沸点で不連続性を示しています。 亜鉛の融解エンタルピー(ΔH°m)は7323J/mol、気化エンタルピー(ΔH°v)は115330J/molである。

気化のエンタルピーは

ΔH vap = ΔU vap + p ΔV {displaystyle \Delta H_{text{vap}}=⑭U_{text{vap}}+pentaDelta \,V} で書ける。

液相に比べて気相の内部エネルギーが増加し、さらに周囲圧力に対して行われる仕事と等しくなる。 内部エネルギーの増加は、液体(または昇華の場合は固体)の分子間相互作用に打ち勝つために必要なエネルギーと見なすことができます。 したがって、ヘリウムはヘリウム原子間のファンデルワールス力が特に弱いため、気化のエンタルピーが0.0845 kJ/molと特に低いのです。 一方、液体の水は、分子同士が比較的強い水素結合で結ばれており、その気化エンタルピーは40.65 kJ/molで、同じ量の水を0℃から100℃まで加熱するのに必要なエネルギー(cp = 75.3J/K-mol)の5倍以上である。 ただし、分子間力の強さを気化エンタルピーで測定する場合、気相でもある程度力が残っているため(フッ化水素の場合)、結合強度の計算値が低くなりすぎることに注意が必要である。 これは特に気相で共有結合分子を形成することの多い金属に当てはまる。このような場合、結合エネルギーの真の値を得るために霧化のエンタルピーを使用しなければならない。

別の説明として、凝縮のエンタルピーを、気体が凝縮して液体になったときにエントロピーの低下を補償するために周囲に放出しなければならない熱と見なすことができる。 液体と気体は沸点(Tb)で平衡なので、ΔvG = 0となり、次のようになる:

Δ v S = S 気体 – S 液体 = Δ v H T b {displaystyle \Delta _{\text{v}}S=S_{text{gas}-S_{text{liquid}}={C03FRAC {}Delta _{\ text/v}H}{T_{text/b}}}} {displaystyle}{Delta_{Texce}{v}}は、気体が液体に凝縮するときに、エントロピーの低下を補うために周囲に放出しなければならない熱量である。

エントロピーもエンタルピーも温度によって大きく変化しないので、298Kからの温度差を補正せずに表中の標準値を用いるのが普通である。 気体のエントロピーは圧力(正確にはフガシティー)に比例するので、圧力が100kPaと異なる場合は補正する必要がある。液体のエントロピーは圧縮率が小さいので、圧力による変化は少ない。 与えられた物質量は凝縮相よりも気相の方が常に高いエントロピーを持つので ( Δ v S {displaystyle \Delta _{text{v}}S} )、沸点は気相のエントロピーが分子間力に打ち勝つ温度である。

は常に正)、Δ G = Δ H – T Δ S {displaystyle \Delta G=Delta H-TDelta S} からは。

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