二酸化炭素の状態図と自由度 92回薬剤師国家試験問18b

92回薬剤師国家試験 問18b
二酸化炭素の状態図に関する記述の正誤を判定してみよう。

 

点Tでは、固相、液相、気相が共存し、自由度は0 92回問18b

 

b 点Tでは、固相、液相、気相が共存し、自由度は0である。

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92回薬剤師国家試験 問18b

 

点Tでは、固相、液相、気相が共存し、自由度は0 92回問18b

 

b 〇 点Tでは、固相、液相、気相が共存し、自由度は0である。

 

図のT点は固相,液相,気相の三相が共存する特殊な点であり、三重点と呼ばれる。
三重点は物質固有の点である。

 

自由度(F)とは、
相の数を維持するのに自由に決定できる示強性状態関数(温度・圧力など)の数である。

 

ギブズの相律によると、
自由度(F)は次式で計算される。
F = C−P+2
(C:成分の数 P:相の数)

 

図の三重点は、
一成分系で相の数は3なので、
F = C−P+2 より、
F = 1−3+2 = 0
と計算される。

 

三重点の自由度は0ということは、
一成分系(純物質)において、
気相・液相・固相の三相の平衡状態を維持するにあたり、
自分たちで自由に決められる示強性状態関数の数は0であり、
全て指定されることを意味する。

 

点Tでは、固相、液相、気相が共存し、自由度は0 92回問18b

 

また、蒸発曲線(蒸気圧曲線)、昇華曲線、融解曲線の各線上の二相共存状態の自由度は、
一成分系で相の数は2なので、
F = C−P+2 より、
F = 1−2+2 = 1
と計算される。

 

各曲線上の点の自由度が1ということは、
二相の平衡状態を維持するにあたり、
自分たちで自由に決められる示強性状態関数の数は1であり、
他は全て指定されることを意味する。

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