統計熱力学

質問

水を加熱すると蒸気になり、さらに加熱すると水素結合がこわれ、それそれの水分子は最終的に水素原子と酸素原子になる。

この記述を統計熱力学的に説明するとどうなりますか？

私なりに考えてみたんですが、よくわかりません。アドバイスください。

温度が上昇するにつれシステムがとり得るエネルギー準位の数が増大します。だから水素原子と酸素原子に分解されエネルギー準位の数がより多い状態になる。見たいな感じですか？

回答No.1

htms42

普通に水を加熱しても酸素と水素に分かれることはありません。
水素結合が切れるというのは水の分子間の結合が切れるということです。蒸気になったところで水素結合は切れていると考えられます。分子内のＨとＯを結び付けている結合は共有結合です。
水蒸気の熱的な運動を考えるのであれば量子統計力学は必要がないと思います。
星の内部での運動のようなものを考えているのであれば私には分かりません。

※水素結合を切るのに必要なエネルギーが気化熱です。共有結合を切る時に必要なエネルギーは解離エネルギーです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%90%E5%90%88%E8%A7%A3%E9%9B%A2%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC
水蒸気の定圧比熱は２７Ｊ／Ｋ・ｍｏｌです。