熱力学第三法則とは 98回薬剤師国家試験問91の4

98回薬剤師国家試験 問91の4
熱力学に関する記述の正誤を判定してみよう。

 

4 熱力学第三法則でいう純物質の完全結晶のエントロピーは、絶対零度ではゼロである。

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98回薬剤師国家試験 問91の4 解答解説

 

4 〇 熱力学第三法則でいう純物質の完全結晶のエントロピーは、絶対零度ではゼロである。

 

★ 熱力学第三法則:完全結晶は0KでS=0
原子や分子の熱運動が激しいほど、乱雑さは大きくなり、エントロピーは高くなる。
温度が低くなるほど、熱運動は小さくなり、エントロピーは低くなる。
そして、絶対零度(0K)では、熱運動は無くなり、完全結晶ではすべての原子は結晶格子の一定の位置に納まり、
乱雑さは無くなり、エントロピーは0になると考えられる。
上記について、熱力学第三法則では、「純物質の完全結晶(配列の乱れがない理想的な結晶)のエントロピーは、絶対零度(0K)ではゼロである」と表現する。
ただし、現実には絶対零度には到達できない。
また、絶対零度でもエントロピーは0にならない場合がある(T=0でS>0)。
この時のエントロピーを残余エントロピーと呼ぶ。

 

★ エントロピーの絶対値は求められる
内部エネルギーやエンタルピーは、
その変化量は求められるが、
絶対値を求めることは困難であった。
しかし、エントロピーは、完全結晶は0KでS=0という熱力学第三法則を基に、
絶対値を求めることができる。

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