20-6 (問題のみ) 異なる過程の ΔS

1 mol の理想気体を、P1, V1, T1 から P2, V1, T4 へ体積 V1 のまま可逆的に冷却し(F)、続いて P2, V1, T4 から P2, V2, T1圧力 P2 のまま可逆的に膨張させた場合(G) (すべての過程の最終状態は 図19.5 に示してある ←問題の過程自体は図19-5に書かれていないので注意。) の qrev と ΔS を計算せよ。その ΔS を、図19.5 の A, B+C, D+E のそれぞれの経路の場合と比較せよ。

(ヒント  初期状態(P1, V1, T1)と終状態(P2, V2, T1)が同じなので、どの過程のΔSも同じ値になるはずです。qrevは経路関数なので同じ値にはなりません。) 

図 19-5(マッカーリ・サイモン物理化学より)

定容過程や定圧過程も ΔS = q/T で計算できます。

  • 定容過程のエントロピー変化
    \displaystyle \Delta S = \frac{q}{T} = \int \frac{C_V}{T} \, {\rm d}T = C_V \ln \frac{T_2}{T_1}
  • 定圧過程のエントロピー変化
    \displaystyle \Delta S = \frac{q}{T} = \int \frac{C_p}{T} \, {\rm d}T = C_p \ln \frac{T_2}{T_1}