自由膨張について

質問

自由膨張と等温可逆膨張の違いがわかりません。
体積がV1からV2に変化する時、等温可逆膨張でのエントロピー変化と自由膨張でのエントロピー変化は一緒なのですか？

回答No.2

hitokotonusi · ベストアンサー

宇宙空間でビニール袋を気体で膨らませるのが自由膨張。
袋の外側は真空なので袋は外側に仕事をすることなく膨らむ。かつ断熱。
これはどうやっても不可逆。

地球上でビニール袋を気体で膨らませるのが等温膨張。
袋の外側には大気圧がかかっておりそれに逆らって膨らませるので、その分外に仕事をする。
等温であるために、外にした仕事分、まわりから熱をもらう。
無限の時間をかけてゆっくりやれば（理屈の上では）可逆にすることができる。

エントロピーは状態量なので、途中の過程によらず状態が同じなら等しい。

熱力学第二法則の教えるところは、等温変化では熱の出入りＱとエントロピー変化ΔＳの間に

ΔＳ≧Q/T　　（等号は可逆過程）

が成り立つ。

自由膨張は熱の出入りがない（Ｑ＝０）のにもかかわらずエントロピーが増大し、

ΔＳ＞０

等温可逆膨張では受け取った熱Qの分だけエントロピーが増大し

ΔＳ＝Q/T

しかし、最初と最後の状態が同じならΔＳはどちらも同じ。

お礼

わかりやすく教えていただきありがとうございました！！
基本がわかってなかったので助かりました。

回答No.1

alwen25

エンタルピー（エントロピーではない）の変化は
等温可逆膨張では0ではないはずです。

お礼

そうなんですか。知らなかったです；；ありがとうございました。