材料の熱力学
温度と圧力が一定の条件で、閉じた系の変化が自発的に進むかどうかを判定する量と条件の組み合わせとして正しいものはどれか。
- Aギブスエネルギー変化ΔGが負
- Bエンタルピー変化ΔHが負(発熱)
- C系だけのエントロピー変化ΔSが正
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正解：A. ギブスエネルギー変化ΔGが負
温度と圧力が一定のとき、系のギブスエネルギー G = H − TS が減る向き(ΔG < 0)に変化が自発的に進み、ΔG = 0 で平衡になります。これは「系と周囲を合わせたエントロピーが増える」という第二法則を、系の量だけで書き直したもので、ΔG = ΔH − TΔS の形でエンタルピーとエントロピーの両方を考えます。ΔHが負の発熱反応でも、エントロピーが大きく減る反応は高温では進みません。系のΔSが正でも、吸熱が大きければ低温では進みません。系のエントロピーだけで判定できるのは、外界と熱も仕事もやりとりしない孤立系の場合です。