物理化学

分子は、ある特定の動かし方をすることで、動かす前とぴったり重なってしまい、見かけ上は全く動かない操作を考えることができます。この記事では、そんな対称操作について、その種類と互いの関係をまとめました。

化学学生が習う群論は、原子間・分子間相互作用の評価や結晶系の分類に必要な概念です。この記事では、群の数学的な定義を中心として、なぜ化学で群論が必要なのかをわかりやすく解説します！

高校化学で習う反応熱は、定義によって符号が逆になることがありますが、その大きさは系のエンタルピー変化の大きさと一致します。この記事では、反応エンタルピーの基本的な解説を通じて、なぜ熱量がエンタルピーの変化量からわかるのか？なぜエンタルピーが熱力学的安定性の指標になるのか？ということについて、お話ししていきます。

逆カルノーサイクルの「逆」とは、何を指すのか？この記事では、逆カルノーサイクルにおける内部エネルギーの変化と効率について、カルノーサイクルとの違いがわかるようにまとめています。

カルノーサイクルは、最も基本的な熱機関で、2つの等温変化と2つの断熱変化により、熱から仕事への変換を行います。ここでは、その過程で仕事と熱をどのように表すことができるのかをわかりやすく解説しています。エンジンがどういう仕組みで動くのかということも少しわかると思います。

理想気体の等温変化、断熱変化をどう扱うのかをまとめました。断熱過程で成り立つポアソンの式の導出についても解説していますので、ぜひご覧ください！

エンタルピーの定義から考えると、定積熱容量と定圧熱容量は独立ではなく、何らかの関係があると予想できます。この記事では、これら熱容量の関係とその温度依存性について、まとめています。

体積や圧力を一定にした条件下で、系に変化を加えた時、内部エネルギー変化、仕事、熱量はどのように書けるでしょうか？この記事では、熱容量やエンタルピーの意味について丁寧に解説しています。

熱力学第一法則は、内部エネルギーの変化を考えるうえで基本となる重要な式です。この記事では、その分子論的起源から解説をしています。状態量という言葉についての解説もしています。

高校でも習う「臨界点」ですが、その意味はよく分からない方も多いと思います。この記事では、臨界点について、その物理的な意味と、各パラメータの導出を解説しています。ぜひ、ご覧ください！

実在気体を考えた式として、ファンデルワールスの状態方程式がありますが、これはモデルのひとつに過ぎません。より一般的に未知の関数について考える際には、級数を使う方法が良く利用されています。今回はそれを使って、実在気体の非理想性を評価してみましょう。

多くの場合、実在する酸素や窒素、二酸化炭素、メタンなどの気体は、高校で習う理想気体の状態方程式を満たしません。ここでは、より実在気体に近いモデルであるファンデルワールスの状態方程式について、その考え方をまとめています。

理想気体分子がどのような速度分布を持つのかを表す、マクスウェル-ボルツマン分布を使って様々な速さのパラメータを計算してみましょう！

個々の分子が持つエネルギーは一様ではなく、分布を持っています。この記事ではその代表として、ボルツマン分布を統計力学の観点から導出しています。

空間中を飛び回る気体分子の速度は一様ではなく分布があります。この記事では、遅い分子と速い分子がどのような割合で存在しているのかを、ボルツマン分布から考えます。ぜひご覧ください！