宇宙のエントロピー変化の問題

質問

どの公式にあてはめて、どのように解けばいいかわからなくて、すごく困ってます。誰かわかる方教えて下さい；；

－10℃で液体の水を凍らせるためのΔGは、－210J/molである。また、この温度での氷の融解熱は5610J/molである。－10℃で1molの水が凍るときの宇宙のエントロピー変化を求めよ。

お願いします。

回答No.2

jamf0421 · ベストアンサー

263 Kの氷の化学ポテンシャルμ*(T)sの方が263 Kの水の化学ポテンシャルμ*(T)lよりも210 J/mol低くて、凝固するわけですね。変化前後で等温(263 K）等圧（1 atm)ならば
Δμ=Δh-TΔS...(1)
ですから
-210=-5610-263ΔS...(2)
です。5610 J/molという融解熱はエンタルピー変化としては吸熱で正ですが、凝固向きではかったらの場合は発熱での負の値です。
ΔS=-20.5 J/mol・K...(3)
よって凍った水についてはエントロピー減少です。もし周りが263 K空気で、これが無限の熱だめで発生した熱を受け取っても温度が263 Kのままだったとします。
すると、周囲は5610 J/molの熱をもらいますのでエントロピー変化は
ΔS'=21.3 J/mol・K...(4)
のエントロピー増大となります。全部をあわせると宇宙全体ではエントロピー変化は0.8 J/K・molの増大となります。

お礼

融解熱を使うと違った方法で答えがでるんですね。
丁寧にありがとうございました。参考にします！

回答No.3

jamf0421

すみません、一つ書き忘れました。最初のNo.1さんの回答とやっている計算は本質的に同じです。No.1さんは符合を間違えてしまっているのです。ΔS=-ΔG/T=210/263=0.8とやればよいのです。

お礼

訂正ありがとうございました。

回答No.1

kawaisoo

ΔG=-TΔSunivといった式があります。
宇宙のエントロピーは世界全体のエントロピーという定義もあります。つまり、周囲のエントロピー、機械のエントロピーと系のエントロピーの和です。機械のエントロピーは必ずゼロです。周囲のエントロピーと系のエントロピーの関係は正反対のときは可逆の場合に限ります。
ΔG=-TΔSunivで計算したら、-210/-(273-10)=-0.798なので、負の値が出た（可逆）。

在籍の高専生ですが、一応参考までです。

お礼

回答ありがとうございます！！
問題文の融解熱は使わなくていいってことですか？