ばけねこ

中学校の理科で、状態変化が起こっている間、温度は一定になると習いました。熱を与えても温度が変化しないということは、熱容量が無限大となっていると解釈できます。このような挙動は、すべての相転移現象に共通しているわけではなく、どのような分子論的起源によって転移が起こるのかに依存しています。この記事では、そんな相転移の分類方法についてまとめてみました！

ギブズの相律より、単成分で2相が共存しているときには、可変度が1となります。つまり、独立なパラメータは1つだけなので、圧力は温度の関数になります。この記事では、圧力と温度の関係式をクラペイロンの式という式から導き、相図の概形を考えます。

化学で扱う「相」とは、その中で組成や物理状態が均一となるような物質の状態のことを指します。音が同じである「層」、似て非なるものである「ガラス」についても、その明確な違いを説明しています。記事の後半では、成分の数と共存する層の数、独立に変化できるパラメータの数という3つの関係をまとめたギブズの相律の話をしています。

ゴムは一気に引っ張ると温度が上昇し、一気に縮めると温度が低下します。この記事では、この現象の熱力学的な解釈と簡単な実験方法、そして熱膨張の効果により例外となる条件について、まとめてみました！

ゴムの試料の中では、個々の網目鎖が自由度を持ち、エネルギーも等分配されます。また、ゴムは伸長により体積がほとんど変化しないという性質を持っているため、三次元的に考えると、単純に張力が変位に比例するというわけではありません。この記事では、ゴムの張力を分子論的、また現象論的に扱う方法について考えていきます。

ゴムは、化学結合により架橋された三次元的な高分子網目構造を有しています。熱力学基本式に伸長によって与えられた仕事の項を付け加えることで、熱力学的にゴム弾性を扱うことができます。この記事では、ゴム弾性と熱力学量の基本的な関係と分子論的起源について、わかりやすく解説しました。

統計力学で扱う分配関数は、熱力学的にも重要な意味を持ちます。単に存在確率の分母となるだけでなく、エネルギーやエントロピーを引き出すための情報を含んでいます。この記事では、いかにして分配関数から熱力学量を求めるのかをわかりやすく解説しています。

可逆変化ではギブズエネルギーは変化せず、不可逆変化でギブズエネルギーは減少するというのが、自発的な変化の方向です。これは、あらゆる化学的、物理的変化にもいうことができます。例えば、氷のギブズエネルギーが水の値より大きくなったときに融解が起こるといった感じです。この記事では、そんなギブズエネルギー変化について、基本的なことをわかりやすくまとめてみました！

均一な組成をもつ閉鎖系、すなわち外界と物質のやり取りをしない系において、内部エネルギーの微小変化は、エントロピーと体積を変数とした関数の全微分として与えられます。また、そこからエンタルピーや自由エネルギーの基本式や各状態量の関係を表すマクスウェルの関係式を導くことができます。

化学で出てくる点群の指標表を使えば、全空間についての積分が0になるかという判定をすることが可能です。このことは、分子遷移が許容なのか禁制なのかを判定する選択律に利用できます。この記事では、指標表の使い方について、なるべくわかりやすく解説してみました。ぜひご覧ください！