薬剤師国家試験 平成28年度 第101回 - 一般 理論問題 - 問 91

下図は、ある純物質のエントロピーの温度依存性を示したグラフである。純物質の状態に関する記述のうち、正しいのはどれか。２つ選べ。

１　物質の温度Tが0＜T＜T1の領域では、気体の状態にある。
２　物質の温度TがT1＜T＜T2の領域では、固体の状態にある。
３　温度ゼロにおけるエントロピー（S0）は、物質によっては負になる場合がある。
４　ΔS2・T2の大部分は、気化エンタルピーの変化量に由来する。
５　物質によらず、ΔS1・T1＜ΔS2・T2の関係が成り立つ。

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解答　４、５

エントロピーとは、乱雑さを表す状態関数であり、設問のグラフは温度変化におけるエントロピーの変化を表している。
【グラフを読み取る際のポイント】
・相転移が起こる場合、相転移が終了するまで、系の温度が一定に保たれることから、ΔSは相転移におけるエントロピー変化に該当する。
・温度の上昇に伴って物質は、固体→液体→気体へと状態変化する。
・前記より、ΔS1は固体→液体におけるエントロピー変化、ΔS2は液体→気体におけるエントロピー変化を表している。

１　誤
物質の温度Tが0＜T＜T1の領域では、固体の状態にある。

２　誤
物質の温度TがT1＜T＜T2の領域では、液体の状態にある。

３　誤
温度ゼロ（絶対温度：0K）におけるエントロピー（S0）は、完全結晶物質ではゼロである（熱力学第三法則）。

４　正
T2は液体→気体となる温度（沸点）である。T2では、液体状態と気体状態のギブズエネルギーが等しいため、ΔG＝ΔH－T・ΔS＝0が成立する。前記の式を変換すると、ΔH＝T・ΔSとなることから、ΔS2・T2の大部分は、気化エンタルピーの変化量（ΔH2）に由来するといえる。

５　正
物質によらず、融解エンタルピー（ΔH１＝ΔS1・T1）＜蒸発エンタルピー（ΔH２＝ΔS2・T2）が成立する。

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