物理化学の問題です。解けなくて困っています。教科書をよんでも解決できま

質問

物理化学の問題です。解けなくて困っています。教科書をよんでも解決できません。

水が1atm,0℃において液相と固相とが平衡状態にある。0℃において密度は水0.9999g/cm3,氷0.9168g/cm3。エントロピーは水63.5J/k mol,氷41.5J/K molである。
（1) 氷の融解熱ΔHは内部エネルギー変化ΔUとほぼ等しいことを説明せよ。

ΔU＝ΔH－PΔVを使うっても、ΔVがうまく計算で出せません。

(2)平衡状態から、圧力を変えず温度を１℃低下させた時の自由エネルギーの差をΔGを求めよ。

ΔG＝－SΔT＋VΔP　定圧で　ΔG＝－SΔTを使うのでしょうか。Sのの求め方が分からないです。

回答よろしくお願いします。

回答No.1

c80s3xxx · ベストアンサー

> ΔVがうまく計算で出せません。

Δが何と何の差を指しているか，ってことかな．
1mol の水の相変化で考えるわけ．何グラム? 氷の時の体積は? 水の時の体積は?

> ΔG

これは系全体，ってことなんですかね．
ΔG＝－SΔT＋VΔP で，定圧，つまりΔP=0 から，ΔG=-SΔT だけど，これは水，氷，それぞれについての話．
水については S=63.5 J/(Kmol)，氷については S=41.5 J/(Kmol) と出ているのだから，これを使うんだろうけど，そもそも1℃下げたら，平衡状態ではなくなるのだから，水は氷になる．
0℃の水 1mol が0℃の氷1molになるときのΔG は 0だから，-1℃の氷になるには，氷を冷やす分だけ考えればいいってことか．
S 自体，温度の関数だけど，温度変化が小さいので，この範囲内では氷のSを一定と近似すれば，結局，氷の 1mol あたりで，63.5 J/mol ってことですかねえ．
なんか設問の意図するところがよくわからない．

お礼

(1)(2)ともにわかりました。ありがとうございます。