薬剤師国家試験 令和07年度 第110回 - 一般 理論問題 - 問 93

ボルツマン分布は、異なるエネルギー準位E1、E2（E2＞E1）にある分子の数をそれぞれN1、N2としたとき、熱平衡状態における両者の比（R＝N2/N1）とエネルギー差（ΔE＝E2－E1）との間にある一定の関係を与える。この関係を表すグラフの概形として正しいのはどれか。１つ選べ。

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解答　３

ボルツマン分布とは、高温で低濃度条件下の粒子系における分子数の分布のことであり、エネルギーと温度の指数関数で表される。異なるエネルギー準位E1、E2（E2＞E1）をもつ分子の数をそれぞれN1、N2としたときの、熱平衡状態における両者の比（R＝N2/N1）は、以下のボルツマンの式で表される。

ボルツマンの式より、RはΔEが大きくなるほど指数関数的に減少するため、グラフの概形は選択肢３が正しい。

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