용해와 극성 실험 결과 보고서 + 예비보고서물핵산(핵세인)결과에탄올실험 진행 X실험 진행 X물과만 섞인다.아세톤실험 진행 X실험 진행 X둘 다 섞인다.다이에틸 에테르실험 진행 X실험 진행 X실험 2에 결과 있음에틸 아세테이트실험 진행 X실험 진행 X핵산과만 섞인다.메탄올(1.0ml)0.9 ml섞인다. (1)메탄올(2.1ml)2.2 ml섞이지 않는다. (3)아세토 나이트릴(2.1mL)1.8 ml섞인다. (2)아세토 나이트릴(2.2mL)2.3 ml섞이지 않는다. (4)*결과에 있는 괄호 숫자는 실험 진행 순서아세톤이 둘 다 녹는 이유 : 극성이지만, 그 극성이 크지 않아 비극성 요소로도 작용하여 잘 섞인다.물핵산(핵세인)결과1-뷰탄올(n-뷰탄올)실험 진행 X실험 진행 X핵산과만 섞인다.이소뷰틸 알코올실험 진행 X실험 진행 X핵산과만 섞인다.t-뷰틸 알코올실험 진행 X실험 진행 X둘 다 섞인다.2-뷰탄올(1.7ml)2.1ml섞이지 않는다.2-뷰탄올(2.1ml)2.4섞인다.다이에틸 에테르(1.8ml)2.1ml섞이지 않는다.다이에틸 에테르(2.2ml)2.3ml섞인다.*표 순서대로 실험 진행됨t-뷰틸 알코올이 둘 다 녹는 이유 : 탄소-탄소 결합의 비극성 부분이 구형을 띠게 되어 소수성이 감소하고 하이드록시의 친수성 영향을 더 많이 받는다.2-뷰탄올이 핵산에만 녹는 이유 : 알킬기의 소수성 성질이 커서 핵세인에 녹고 물에는 층이 생긴다.-> 1-뷰탄올과 이소뷰틸 알코올도 비슷한 맥락다이에틸 에테르 = 다이에틸 에터 = 에테르 : 극성이지만 물에 녹지 않음.친수성의 하이드록시기가 없으므로 소수성이다.(실험 1~2) 미실험 결과와 결과의 이유 출처 : https://m.blog.naver.com/2784817/221712251532 (염석효과)*물과 물질을 섞고, NaOH를 넣어서 결과를 확인 (원래 NaCl이지만, NaOH로 실험 진행함)물NaOH결과다이에틸 에테르(2.7ml)2.5ml1.7ml물과 섞이지 않으며, NaOH를 첨가해도 섞이지 않는다.테트라 하이드론 퓨란(1.6ml)1.5ml2.4ml물과 섞이며, NaOH를 첨가해도 섞인 상태이다.다이옥세인실험 진행 X실험 진행 X물과 섞이며, NaOH를 첨가해도 섞인 상태이다.*표 순서대로 실험 진행됨테트라 하이드론 퓨란과 물의 혼합물에 NaCl을 첨가하면 층이 생기며 분리 되어야 한다. (염석효과) (염석효과)*물와 물질을 섞고, 염기나 산을 넣어서 결과를 확인물(중성)NaOH (염기)HCl (산)결과벤조산실험 진행 X실험 진행 X실험 진행 X물에 섞이지 않고, 염기와 반응할 때는 섞인다.아세트산(1.2ml)1.8ml1.7ml섞인다.아세트산(1.4ml)2.2ml1.6ml섞인다.아닐린(2.0ml)1.6ml1.5ml섞이지 않는다.아닐린(1.5ml)1.5ml1.5ml섞이지 않는다.*표 순서대로 실험 진행됨보충 설명벤조산(벤젠에 카복실산(-CO _{2} H이 붙어있는 형태)물에 녹지 않고, 벤조산과 염기가 반응하여 중화반응 진행, 염 착물이 형성, 섞인다.아닐린(벤젠에 아민(-NH _{2})이 붙어있는 형태)물에 녹지 않고, 아닐린과 염기가 반응하여 중화반응 진행, 염 착물이 형성, 섞인다.하지만, 제조된 염기와 산 용액의 세기가 충분하지 않아서 아닐린, 벤조산이 섞이지 않았음.(실험 3~4) 미실험 결과와 이유 출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=lia425&logNo=221118644877염석효과 관련 출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=unstorm&logNo=106726511. 실험명 : 용해와 극성 (예비보고서)2. 실험 목표 : 분자 구조에 따른 극성, 비극성과 용해의 원리를 이해하자.3. 실험이론 및 원리 : 결합과 쌍극자 모멘트, 끼리끼리 녹는다. (like dissolves like)결합은 크게 공유결합과 이온결합이 있다. 유기화학 실험에서 주로 다루는 물질은 대부분 공유결합 물질이다. 이 공유결합은 원소들끼리 자신이 소유한 전자를 공유하면서 서로 옥텟을 만족, 안정해진다. 하지만, 이 전자를 공유하는 과정에서 어떤 원소는 전자를 더 가져가려고 한다. 이는 각 원소의 전기음성도라는 척도로 나타내는데, 이 힘의 차이가 커서 한 원소가 전자를 완전히 소유하게 되고, 이때 이온결합을 하게 된다고 한다.공유결합을 한 분자 내에서는 같은 원소가 결합을 한 것이 아닌 이상 어느 한쪽으로 전자가 몰려있을 것이다. 그렇기 때문에 어느 한 쪽은 ? 부분전하를, 그 반대쪽은 +부분전하를 갖게 된다. 이를 쌍극자라고 하며, 쌍극자의 크기에다가 두 전하 사이의 거리를 곱한 것이 쌍극자 모멘트이다. 쌍극자 모멘트를 갖는 공유 결합을 극성 공유결합이라고 한다. 같은 원소끼리 결합하면 전자를 같은 힘으로 공유하니 이때는 무극성 공유결합이라고 한다.한 분자는 2개의 원소로만 이루어진 것이 아니다. 만약 3개, 4개 혹은 그 이상으로 결합을 한다면 어떻게 될까? 우리가 흔히 아는CO _{2}(이산화탄소),H _{2} O(물)이 있다고 하자. (전기 음성도 H < C < O) 각 원소의 전기 음성도 값이 다르므로, 이 분자들의 모든 결합은 극성 공유결합이다. 이산화탄소는 중심 원소 탄소의 전기음성도가 더 작아서 탄소가 부분 양전하를 가지고, 결합된 산소 2개가 부분 음전하를 가진다. 물은 중심 원소 산소의 전기음성도가 더 크므로 산소가 부분 음전하, 수소가 부분 양전하를 갖는다. 3분자의 구조식을 그려둔 상태로, 각 전하를 표시하고, + 방향에서 ?쪽으로 이어지는 화살표를 그려보자. 이산화탄소는 180도 간격으로 2개의 화살표가 물은 108도 간격으로 2개의 화살표가 있는 형태가 그려질 것이다.저렇게 그림을 그렸다고 각 분자의 극성, 비극성을 판단할 수 있나? 그렇지 않다. 최종적으로 벡터의 합 개념을 알아야 한다. 오른쪽과 왼쪽 ‘방향’으로 뻗은 화살표의 길이가 같다고 하자. 이 벡터들을 합하면 서로 상쇄되어 없어진다. 반대로 같은 방향, 같은 크기인 벡터를 합하면 그 크기가 2배가 된다. 이를 분자 구조 위에 그려놓은 화살표에 응용해보자. 화살표가 방향이고, 그 길이가 벡터의 크기를 나타낸다.이산화탄소는 2개의 탄소, 산소 이중 결합의 길이가 같고, 180도, 완전히 반대 방향의 벡터이다. 이 합은 0이다. 물은 2개의 산소, 수소 결합의 길이가 같고, 108도, 벡터를 이동시켜 평행사변형 형태로 바꾸어 벡터를 더하면 산소, 수소 결합 사이에 방향에서 나아가는 새로운 벡터가 형성된다. 우리는 이를 분자의 쌍극자모멘트라고 한다. 쌍극자모멘트 값이 0인 이산화탄소는 비극성 분자, 쌍극자모멘트 값이 0 이상인 물은 극성 분자라고 한다.물과 기름은 섞이지 않는다. 초등학교 시절에 이것을 배울 때는 밀도와 관계있다고 배워왔다. 물론 이것도 맞는 설명이지만, 극성과 비극성으로도 설명이 가능하다. 사람들도 자신과 비슷한 사람들끼리는 쉽게 친해지듯, 극성 물질은 극성 물질끼리 친하고, 비극성 물질은 비극성 물질끼리 친하다. 앞선 물과 기름을 이에 응용해보면, 쌍극자모멘트를 계산해봤던 바로는 물은 극성 물질이다. 즉, 기름은 비극성 물질이라서 극성 물질인 물과 섞이지 않은 것이다. 이러한 경향을 ‘끼리끼리 녹는다.’ (like bissolves like)라고 한다.
논리와비판적사고 정리문장1. 민호가 자전거를 탄다.2. 민호는 자전거를 타지 않는다.3. 민호가 자전거를 타니?4. 민호가 자전거를 타는구나!5. 민호야 자전거를 타라.1,2는 평서문, 3은 의문문, 4는 감탄문, 5는 명령문이다.‘평서문’에서만 참과 거짓을 판단할 수 있다.의문문, 감탄문, 명령문논증에는 평서문만 사용된다.명제1. A는 B이다.2. B는 A이다.서로 다른 문장이지만, 같은 명제이다 (A=B), 의미가 같다.1과 2는 같은 명제이다.예제1)동일한 명제가 아닌 것은? (답 : 4번)1. 영희는 지혜에게 선물을 주었다.2. 지혜는 영희로부터 선물을 받았다.3. 영희가 지혜에게 준 것은 선물이다.4. 지혜는 영희에게 선물을 주었다.문장과 진술예제1)‘내 이름은 홍길동이다’는 참인가 거짓인가?(답 : 알 수 없다.)말을 하는 주체에 따라서 답일 수도 아닐 수도 있다.예제2)‘지금 미국의 대통령은 흑인이다’는 참인가 거짓인가?(답 : 알 수 없다.)이 문장을 과거에 말했다면 참이지만, 현재에 말했다면 거짓이다.예제3)‘여기는 대한민국이다’는 참인가 거짓인가?(답 : 알 수 없다.)이 문장을 어디에서 말했는가에 따라 다르다.논증이란?주장과 그 주장에 대한 근거로 이루어져 있다. (주장과 근거는 모두 명제로 제시된다.)주장은 결론이라고 하고, 주장은 대한 근거는 전제라고 한다.추론이란?어떠한 주장을 하기 위해 고심하는 것을 추론이라고 한다.생각 = 추론, 글로 제시 or 말로 주장 = 논증전제와 결론 찾기전제 : 왜냐하면, 그 이유는, 그 까닭은, ~이니까, ~이므로,~에서 알 수 있듯이, ~인 까닭에, ~인 이유로결론 : 따라서, 그래서, 그러므로, 그러니까, ~라고 결론 내릴 수 있다,그 결과 ~이다, ~을 의미한다, ~이 도출된다.예제1) 다음 논증에서 전제와 결론을 찾아보자.A는 B보다 키가 크다.B는 C보다 키가 크다.즉, A는 C보다 키가 크다.결론 : ‘즉’ 이 나오는 부분, A는 C보다 키가 크다. (결과)전제 : A는 B보다 키가 크다, B 라고 하면 받아들일 수가 없다. 우연히 참인 것이지, 전제에 의해서 참인 결론이 아니다.명제와 참 : 참이나 거짓은 명제를 평가하는 단위이다.이 명제는 참 or 거짓이다. (올바른 사용)이 논제는 참 or 거짓이다. (올바르지 않은 사용)연역 논증의 평가타당성 평가(1단계) : 전제가 모두 참이라고 가정할 경우, 결론이 반드시 참인가?연역 논증은 타당하거나 부당하다. (=타당하지 않다.)타당한 연역 논증 : 연역 논증에서 전제가 모두 참이고 결론이 반드시 참인 논증부당한 연역 논증 : 연역 논증에서 전제가 모두 참이고 결론이 반드시 참이 아닌 논증예제1 죽음 논증)모든 인간은 죽는다.소크라테스는 인간이다.그러므로 소크라테스는 죽는다.*가정 : 우리는 소크라테스가 인간임을 알고 모르고 죽었는지 살았는지 모른다면?그래도 소크라테스는 반드시 죽는다. (타당한 연역 논증)예제2 귀 논증)모든 말은 귀가 셋이다.이 동물은 말이다.그러므로 이 동물은 귀가 셋이다.*가정 : 말의 귀가 셋인 걸 참이라고 해보자. 이 동물의 귀는 몇 개인가?이 동물의 귀는 3개다. (타당한 연역 논증)예제3 고래 논증)모든 고래는 포유류이다.모든 고래는 물에 산다.그러므로 모든 포유류는 물에 산다.전제는 모두 참이지만, 결론이 거짓이다. (부당한 연역 논증)예제4 동물 논증)어떤 사람은 동물이다.어떤 동물은 땅 위에 산다.그러므로 어떤 사람은 땅 위에 산다.이 논증의 전제와 결론은 모두 참이다. 전제가 모두 참일 경우, 결론이 반드시 참인가?*가정 : 모든 사람이 바다 아래에서 살고, 개는 땅 위에서 사는 상황이라고 하자.참일 수도 있고, 거짓일 수도 있다. (부당한 연역 논증)건전성 평가(2단계) : 전제가 실제로 참인가?*귀납 논증은 개연성이 어느 정도냐를 평가한다.타당한 논증에서 전제가 실제로 참인가? (부당한 논증은 무조건 건전하지 않다.)연역 논증은 건전하거나 건전하지 않다.건전한 연역 논증 : 타당한 연역 논증의 전제가 모두 참일 때, 결론이 반드시 참인 논증*타당한 연역 논증 부에 따라 결정된다.결론의 주어가 소개념(S), 술어가 대개념(P)결론에는 나타나지 않았으나 전제에 등장하는 개념이 매개념(M)이다.소개념(S)을 포함하는 전제는 소전제이고, (첫부분에 나오는 것)대개념(P)을 포함하는 전제는 대전제이다.(끝부분에 나오는 것)모든 사람은 죽는다.(대전제)어떤 한국인은 사람이다.(소전제)그러므로 어떤 한국인은 죽는다.한국인이 소개념이고, 죽는다가 대개념이다.사람은 소개념과 대개념을 이어준다. 이런 존재를 매개념이라고 한다.모든 테러리스트는 애국자가 아니다.(소전제)모든 경찰은 애국자이다.(대전제)모든 테러리스트는 경찰이 아니다.소개념(테러리스트) : 주어대개념(경찰) : 술어매개념(애국자) : 결론에 등장하지 않음*소전제와 대전제는 순서가 정해져있지 않다.식과 격정언 삼단 논법의 타당성 평가를 위해 식과 격을 알 수 있어야 한다.식 : 대전제, 소전제, 결론이 각각 전칭/특칭, 긍정/부정 명제인지 순서대로 적은 것전칭 명제는 4가지 알파벳으로 나타낼 수 있다.정언 명제 / 양과 질 / 명제의 유형모든 S는 P이다. / 전칭 긍정 / A모든 S는 P가 아니다.(어떤 S도 P가 아니다. / 전칭 부정 / E어떤 S는 P이다. / 특칭 긍정 / I어떤 S는 P가 아니다. / 특칭 부정 / O*영어 모음 순서 ! 아 에 이 오 (우) 제외 4가지ex) 만약 대전제가 전칭 긍정 명제이고, 소전제가 전칭 부정 명제이고, 결론이 특칭 긍정 명제인 정언 삼단 논법이 있다면? -> 이 논법의 식은 AEI이다.예제1~3) 식을 구하여라1. 모든 P는 M이다. (대전제), 전칭 긍정 명제모든 S는 M이 아니다. (소전제), 전칭 부정 명제모든 S는 P가 아니다. 전칭 부정 명제식 : AEE2. 어떤 P는 M이다. (소전제), 특칭 긍정 명제어떤 S도 M이 아니다. (대전제), 전칭 부정 명제모든 S는 P이다. 전칭 긍정 명제식 : IEA3. 어떤 P는 M이 아니다. (대전제), 특칭 부정 명제모든 S는 M이다. (소전제), 전칭 긍정 명제어떤 S는 이루어진다.소전제가 대전제의 전건/후건 중 어느 것인지, 그리고 그것을 긍정하는지 부정하는지에 따라 네 가지로 분류된다.혼합 가언 삼단 논법의 종류와 타당성 평가1. 전건 긍정철수가 영수보다 크다면, 철수는 영희보다 크다.철수는 영수보다 크다.철수는 영희보다 크다.이 삼단 논법의 전제를 모두 참이라고 가정한다.= 철수가 영수보다 크다면, 철수가 영희보다 크다. 그리고 철수가 영수보다 크다.가언 명제가 참이려면 전건이 참일 경우 후건이 반드시 참이어야 한다.= 따라서 철수는 영희보다 반드시 크다.일반화) A이면, B이다.A이다.B이다.타당한 가언 삼단 논법이다.2. 전건 부정철수가 영수보다 크다면, 철수는 영희보다 크다.철수는 영수보다 크지 않다.철수는 영희보다 크지 않다.이 삼단 논법의 전제를 모두 참이라고 가정한다.= 철수가 영희보다 크다면, 철수가 영희보다 크다. 그리고 철수가 영수보다 크지 않다.*전제의 오류가 생긴다.이때, 전건이 거짓인 것과 다름이 없으므로, 후건의 진리치에 관계 없이 가언 명제는 언제나 참이다.일반화) A이면, B이다.A가 아니다.B이다.부당한 혼합 가언 삼단 논법이다.3. 후건 긍정철수가 영수보다 크다면, 철수는 영희보다 크다.철수는 영희보다 크다.철수는 영수보다 크다.이 삼단 논법의 전제를 모두 참이라고 가정한다.= 철수가 영수보다 크다면, 철수는 영희보다 크다. 그리고 철수가 영희보다 크다.후건이 참일 경우 전건의 진리치에 상관 없이 가언 명제는 언제나 참이다.= 철수가 영수보다 큰 지 알 수 없다.일반화) A이면, B이다.B이다.A이다.부당한 혼합 가언 삼단 논법이다.4. 후건 부정철수가 영수보다 크다면 철수는 영희보다 크다.철수는 영희보다 크지 않다.철수는 영수보다 크지 않다.이 삼단 논법의 전제를 모두 참이라고 가정한다.= 철수가 영수보다 크다면, 철수가 영희보다 크고, 철수가 영희보다 크지 않다.철수는 영수보다 반드시 크지 않다.일반화) A이면, B이다.B가 아니다.A가 아니다.타당한 가언 삼단 논법이다.정리 : 전건 용하는 연습이 필요하다.대칭적 관계A에 대해서 B가 어떤 관계를 맺고 있을 때,B에 대해서 A도 동일한 관계를 맺는 경우그러한 관계를 대칭적 관계라고 한다.철수는 영희와 키가 같다.위의 명제로부터 어떤 결론이 나오는가?=> 영희는 철수와 키가 같다.왜 이러한 결론이 도출되는가?=> ‘~와 키가 같다’라는 술어의 특징 때문이다.ex) 키가 같다, 나이가 같다 등 수로 환원되는 양의동일성을 나타내는 술어는 대칭적 관계에 있다.부부이다, 친구이다 등 동일한 입장에서 어떤 관계를구성하는 술어 역시 대칭적 관계를 나타낸다.애인 논증철수는 영희와 애인 사이이다.영희는 철수와 애인 사이이다.대칭적 관계에 따라 결론이 타당하다. (타당하다.)사랑 논증수진이는 해수를 사랑한다.해수는 수진이를 사랑한다.술어가 대칭적이지 않으므로 결론이 부당하다. (부당하다.)*서로 사랑하지 않을 경우가 있다.-6주차 2차시 (시험은 잘들 보셨나요?)귀납 논증전제가 결론에 근거를 제공하기는 하나,전제가 참이라고 해서 결론이 반드시 참이라고 할 수는 없는 논증귀납 논증에서 전제는 결론을 그럴듯하게 (개연적으로)지지하는 역할을 한다.귀납 논증의 평가귀납 논증은 그 특성상 타당성/건전성 평가가 불가능하다.귀납 논증의 평가 기준은 강도와 설득력이다.강도 : 전제가 모두 참일 경우 결론이 참일 가능성이 높은가?-강한 논증과 약한 논증으로 분류설득력 : 강한 논증에서 전제가 실제로 참인가?-약한 논증은 모두 설득력이 없다.-강한 논증은 설득력이 있는 논증과설득력이 없는 논증으로 나뉜다.귀납 논증의 종류유비논증, 인과논증, 귀납적일반화, 통계를 이용한 논증,최선의 설명으로의 논증 등이 귀납 논증에 포함된다.이 유형들을 서로 중복될 수 있다.즉, 어떤 유비 논증이면서 인과 논증이 가능하다.유비논증(추론)유비 : 특정한 사물이나 대상의 특성을,다른 사물이나 대상의 특성과 비교해서 그 유사성을 말하는 방법유비추론(유추)두 대상을 비교하여, 한 대상의 특징으로 다른 대상의 특징을 추론하는 논증유비추론의 형식두 대상이다.
물리화학 분자 열역학 문제 및 풀이1. 아래 혼합물의 상의 수를 적으시오.1) 혼합공기(산소+질소) : 균일혼합물, 상의 수 1개2) 소금물 : 균일혼합물, 상의 수 1개3) 1기압 100°C 물: 물과 수증기, 상의 수 2개2. 아래 용어의 정의를 적으시오.1) 화학 퍼텐셜 : 1몰당 깁스 자유에너지2) 상평형의 기준 : 두 상의 화학퍼텐셜이 같을 때3. 물에 대한 상평형 그림을 그리시오. (좌표와 상 등을 표시하시오. 얼음의 동소체는 제외)4. 아래 조건일 때 독립적으로 변화 가능한 파라미터의 개수를 적으시오.피라미터 식은 F = C-P+21) 단일 성분계, 기체 상을 유지 : 1-1+2 = 22) 단일 성분계, 상전이 상태(액체 → 기체) : 1-2+2 = 15. 압력을 높이면 대부분의 물질은 녹는점이 높아지는데 비해 물의 경우 녹는점이 내려가게 된다. 그 이유를 설명하시오.(그림과 함께)방법 1. 상평형 그래프를 이용한 설명물의 경우 압력을 높이면 끓는점이 내려간다.방법 2. 화학 열역학 기본식을 이용한 설명dG = VdP ? SdT (단, 이때 온도변화가 없다고 가정[dT=0], 몰 수로 나눔)dU = VmdP,( {dU} over {dP} ) _{T} =V _{m}표 1. 일반적인 물질 표 2. 물V _{(s)} ``( {dU} over {dP} ) _{T} `=`V _{m`(s)}V _{(s)} `>`V _{(l)} `#( {dU} over {dP} ) _{T} `=`V _{m(l)`} `
물리화학 분자 열역학 문제 및 풀이1. 열역학 제2법칙의 정의에 대해 적으시오.(1)열역학 제2법칙 (Kelvin의 정의)열원으로부터 흡수한 열 에너지가 모두 열로 바뀌는 것은 불가능하다.(2)열역학 제2법칙 (열역학적 정의)고립계에서 자발적인 반응을 일으키면 엔트로피는 증가한다.(3)열역학 제 3법칙절대영도에서 엔트로피는 0의 값을 갖는다.T=0, S>0일 때, 잔류 엔트로피를 갖는다고 한다.2. 엔트로피를 계산하는 두 가지 수학적 정의를 적으시오.(각 변수가 의미하는 바도 적으시오.)(1)열역학적 정의dS`=` {dq _{rev}} over {T} dqrev = 가역절일 때 열 에너지T = 절대온도(2)통계 역학적 정의S`=`k`ln`w k 는 볼츠만 상수, 1.38*10^(-23)J/Kw 는 미시적 상태의 수, 분자 배열이 가능한 경우의 수3. Calusius 부등식을 두 가지 방식으로 유도하시오.방법 1. 자발적이면서 가역적인 반응일 때 가장 많은 일을 한다.vert dw _{rec} `vert ` GEQ `vert dw`vert #-dw _{rev} ` GEQ `-dw#dw`-`dw _{rev} ` GEQ `0#dU`=`dq`+`dw`=`dq _{rev} `+`dw _{rev}#dU`=`dw`-`dw _{rev} `=`dq _{rev} `-`dq#dq _{rev} `-`dq` GEQ `0#{dq _{rev}} over {T`} -` {dq} over {T} ` GEQ `0#dS` GEQ ` {dq`} over {T}방법2. 우주의 엔트로피는 증가한다.dS _{우주} ` GEQ `0#dS _{계`} `+`dS _{주위} ` GEQ `0#dS _{sur} `=` {dq _{sur,`rev}} over {T}#dS _{sur`} =`dq _{sys}#(dS _{sys} `-`dq _{rev,`sys`} )/T#dS`-` {dq} over {T} ` GEQ `0#dS` GEQ ` {dq} over {T}4. 팽창 시 엔트로피의 전체 변화(계와 주위의 엔트로피 변화)를 계산하시오.1) 등온 가역 변화DELTA T=0,```` DELTA U=0,```w0``(-w=q)dS`=` {dq _{rev}} over {T}#dq _{rev} `=`-dw _{rev}#dS`=` {-dw _{rev}} over {T}#-dw _{rev} `=`nRT``ln` {V _{f}} over {V _{i}} `(가역팽창에서`일의`양)#S _{tot} `=`0#DELTA S _{sur} `=`-nR`ln {V _{f}} over {V _{i}} `#DELTA S _{sys} `=`nR`ln` {V _{f}} over {V _{i}}2) 등온 자유 팽창DELTA T=0,```` DELTA U=0,```w=0,```q=0DELTA S _{sur} `=`0#S _{tot} `=` DELTA S _{sys} `=`nR`ln {V _{f}} over {V _{i}}5. 많은 종류의 액체들의 표준 증발 엔트로피가 대체적으로 비슷하다. 그 이유를 자세히 적으시오.Trouton의 규칙이라고 하며, 어떤 액체든 증발하여 기체로 될 때 대체로 비슷한 정도의 부피 변화가 나타나기 때문이다.6. 아래의 열역학 함수의 정의를 적고 다음 현상을 적은 수식을 이용하여 설명하시오.1) Gibbs energy일정 압력에서 엔트로피 변화량dU`-`TdS`=`dA2) Helmholtz energy일정 부피에서 엔트로피 변화량dH-TdS`=`dG*1), 2)는 유도까지 알아두면 좋다.3) 동일 압력이고 동일 부피의 가스상태의 분자들이 섞이는 현상(일정 압력시)기체가 A와 B, 2종류가 있다고 가정, 둘은 같은 부피, 같은 압력의 용기에 있으며, 콕크를 사이로 분리되어 있다가, 콕크를 열자 두 기체가 자유롭게 섞였다. (단 둘은 반응하지 않는다.)두 기체는 반응하지 않았으므로 온도 변화는 없고, 부피만 늘어난 상태이다. 압력 또한 그대로이며,dH-TdS`=`dG에 따라서 온도 변화가 없으므로 dH = 0, 부피가 늘어나면서 기체 분자가 차지하는 무질서도가 증가하였으므로dS`>0으로,-TdS`
물리화학 분자 열역학의 기본 문제 및 풀이0-1. 이상 기체가 동일한 부피와 몰수를 가지는 시스템에 일정 압력 하에서와 일정 부피 하에서의 동일한 열에너지를 가했을 때 내부에너지의 크기를 비교하시오.일정부피일정압력두 계에 동일한 E를 가함.일정부피에서는DELTA U _{V} `=`q`+`w#w`=`0#DELTA U _{V} `=`q일정압력에서는DELTA U _{p} `=`q`+`w#w`=`-p DELTA V#DELTA Up`=`q`-`p DELTA V즉, 일정압력에서는 내부에너지가 부피변화에 사용된다.DELTA U _{V} `>` DELTA U _{P}0-2. 동일한 몰수를 가지는 기체와 액체에 일정 압력 하에서 동일한 열에너지를 가했을 때 내부에너지의 크기를 비교하시오.일정압력 기체일정압력 액체두 계에 동일한 E를 가함.일정압력에서 기체는DELTA U _{P,`g} `=`q`+`w#w`=`-p DELTA V _{g}#DELTA U _{P,`g} `=`q`-`p DELTA V _{g}일정압력에서 액체는DELTA U _{P,`l} `=`q`+`w#w`=`-p DELTA V _{l}#DELTA U _{P,`l} `=`q`-`p DELTA V _{l}둘 다 같은 식으로 표현이 되지만, 액체의 부피변화가 기체의 부피변화보다 작다.(단, 액체가 상변화가 일어나지 않는다고 가정)즉,DELTA U _{p,`g} ` 혹은 < 0)1) 등온 팽창 : ΔU=0 ,ΔT=0 ,w02) 단열 팽창 : ΔU