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熱力学



2003年

1:温度 100℃ における水の気化熱は 2259 J/g(539 cal/g)である。
  今、水 1g を 1気圧(1.013*10^5 N/m^2)のもとで水蒸気に変化させると 1671 cm^3の体積になる。
  水 1g を気化したとき全体としての内部エネルギーの増加分を求めよ。
  ただし、 100℃ における水 1g の体積は 1cm^3 とする。また、 1 J = 1 Nm である。 

2:カルノーサイクルにおける効率 η は (T1-T2)/T1 であることを示せ。
  ここで T1 は高熱源の温度で T2 は低熱源の温度である。 

3:0℃ の氷 1g が 100 ℃の水蒸気になるときのエントロピー増加量を求めよ。
  ただし、氷の融解熱は 80 cal/g、水の気化熱は 539 cal/g、水の比熱は 1 cal/(g・K)とする。 

4:化学ポテンシャルと濃度との関係式を書け。
  ある物質 1.0 mol が濃度 0.1 mol/l の状態の部分から濃度 0.01 mol/l の状態の部分に 1 mol
  移動した。
  このときの自由エネルギー変化を求めよ。
  ただし、移動前後でそれぞれの部分の濃度はほとんど変化しないものとする。 

5:希薄溶液の浸透圧 π は次の式で表されることを示せ。
  π = RTC 
  ここでRは気体定数、Tは絶対温度、Cはモル濃度である。