EMANの物理学 過去ログ No.6088 〜

 ● 化学反応と統計力学

  投稿者:phoebus - 2008/12/10(Wed) 17:03  No.6088 
ここのサイトでも統計力学の記事が充実してきてうれしい限りです。近頃、頭を悩ましている問題があるのでよろしければぜひ皆さんの力をお貸しください。

熱力学量(内部エネルギーやエンタルピ、自由エネルギーなど)は全固有状態にわたる和、あるいはΓ空間内での積分ということになっていますが、化学反応の際の熱力学量の変化というのはどう定義すればいいのでしょうか?

たとえば、
<tex>\mathrm{CH_4 \rightarrow C + 2H_2}</tex>
のような反応を考えるとき、僕のイメージでは左辺のメタンの系のシュレーディンガー方程式を解くと、その固有状態の一つとして純粋炭素と水素分子の状態が存在するように考えてしまいます。

こう考えるとメタンの系の熱力学量を計算する際に純粋炭素と水素分子の系の場合も含めて平均を取ることになってしまうのでそもそも化学反応などしていないことになります。当然、変化量(内部エネルギー、エンタルピー、自由エネルギー)はゼロになっておかしくなります。

どなたか間違いを指摘してください。よろしくお願いします。

  投稿者:Stromdorf - 2008/12/11(Thu) 06:09  No.6102  <Home>
 メタンだと異なる原子が入っていてややこしいですが、同一粒子の場合でもに多様なハナシがありますよね。
 例えば気体相と液体相が同時に存在しているような場合で、いわゆる相転移のケースです。
 このような質問は、相転移の場合で考えても同じことですよね?


  投稿者:phoebus - 2008/12/11(Thu) 10:14  No.6106 
>Stromdorfさん

なるほど、確かに相転移の場合と同じようなことですね。御示唆ありがとうございます。
相転移の際の統計力学を勉強してきます。