材料の熱力学
ΔH > 0、ΔS > 0 の反応(例えば炭酸塩の熱分解)について正しいものはどれか。ΔHとΔSは温度によらないとする。
- Aどの温度でも自発的に進まない
- B低温ほど自発的に進みやすく、ある温度より高温では進まない
- Cある温度より高温で自発的に進むようになる
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正解:C. ある温度より高温で自発的に進むようになる
ΔG = ΔH − TΔS で、ΔHもΔSも正のとき、低温ではΔHの項が勝って ΔG > 0 ですが、温度を上げると −TΔS の項が大きくなり、T > ΔH/ΔS で ΔG < 0 になります。気体が発生してエントロピーが増える分解反応や、固体の融解・液体の蒸発がこの型で、融点や沸点はちょうど ΔG = 0 となる温度です。低温ほど進みやすく高温で進まなくなるのは、ΔH < 0 かつ ΔS < 0 の場合で、多くの金属の酸化がこれにあたります。どの温度でも進まないのは、ΔH > 0 かつ ΔS < 0 の場合です。