アトキンス物理化学 10版 2D・5(a)&(b)の解答

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アトキンス物理化学 2D・5(a)解答

等温ジュールトムソン係数は$$μ_T=(\frac{\partial H}{\partial p})_T=-μC_{p,m}$$ $$=(-0.25\times 29.125 )=-7.2 J/atm*mol$$

今回は等温なので、$$\Delta H=\frac{\partial H}{\partial p}_Tdp+\frac{\partial H}{\partial T}_pdT$$ dT=0より

$$dH=n(\frac{\partial H_m}{\partial p})_Tdp=-nμC_{p,m}dp$$

$$\Delta H=\int _{p_1}^{p_2}(-nμC_{p,m})dp=-nμC_{p,m}(p_2-p_1)$$ $$=-10.0\times 7.2\times (-85atm)=+6.1kJ $$

ジュールトムソン効果を図るための実験では、多孔質壁をを通して両側の圧力を一定にして制御するので、

$$q=+\Delta H=+6.1kJ$$

アトキンス物理化学 2D・5(b)解答

等温ジュールトムソン係数は$$μ_T=(\frac{\partial H}{\partial p})_T=-μC_{p,m}$$ $$=-1.11\times 37.11=-41.19$$

今回は等温なので、$$\Delta H=\frac{\partial H}{\partial p}_Tdp+\frac{\partial H}{\partial T}_pdT$$ dT=0より

$$dH=n(\frac{\partial H_m}{\partial p})_Tdp=-nμC_{p,m}dp$$

$$\Delta H=\int _{p_1}^{p_2}(-nμC_{p,m})dp=-nμC_{p,m}(p_2-p_1)$$ $$=-10.0\times 41.19\times (-75atm)=+30.9kJ $$

ジュールトムソン効果を図るための実験では、多孔質壁をを通して両側の圧力を一定にして制御するので、

$$q=+\Delta H=+30.9kJ$$

必要な知識

圧力降下とか書いてあるから、エンタルピーと熱量が等しくないのでは?と考えてしまいがち(自分のこと。。)ですが、ジュールトムソンの実験を名前だけでなく詳しいことまで知っていれば罠にははまりません。

等温ジュールトムソン係数は$$μ_T=(\frac{\partial H}{\partial p})_T=-μC_{p,m}$$

ジュールトムソン係数と紛らわしいですね、

以上、お疲れさまでした。

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