열역학

1. 내부에너지란 무엇인가 ?

sol) 물질이 가지는 고유한 에너지로, 운동에너지+위치에너지로 정의된다.

2. 자유팽창과정에서 계의 온도가 변화되지 않는 이유는 무엇인가 ?

sol) 자유팽창과정은 외압이 없으므로 w=0, q=0 ∴ △U = q - w = Cv△T = 0
여기서 Cv=5/2R 이므로 △T=0 따라서 온도는 변하지 않는다.

3. Chemical potential을 정의하고, 도입이유를 설명하라.

sol)
일정한 P, T 및 i 이외의 모든 성분의 몰수가 일정한 조건에서 무한소량의 I종을 계에 첨가하였을 때 계의 Gibbs free energy 증가량을 라 한다. 조성이 변할 수 있는 열린계에서는 G는 온도, 압력 뿐만 아니라 조성에도 의존하기 때문에 chemical potential을 도입하게 되었다.

4. Activity를 정의하고 당신이 알고 있는 이의 중요성을 지적해 보라.

sol) 기체의 활동도는 그 기체의 분압과 같고, 물질간의 활동도의 차이가 있을 때 확산이 일어난다

5. Gibbs - Duhem 식을 유도하고, 중요성을 지적하라.

sol)
온도와 압력 일정
------------- ①
를 미분하면
----…(생략)

①식과 ②식을 비교하면, 일정한 T, P에서 다음 조건이 성립한다.

6. 이상용액과 규칙용액을 정의하고 간단히 비판하라.

7. 준화학 모델의 가정 및 실제용액에 적용하기 곤란한 문제점을 지적하라.

② 혼합은 최인접원자간 작용만 고려한다

③ 이상적인 원자의 분포

② 탄성변형 에너지를 고려하지 않았다.

8. 준화학 모델의 혼합 내부에너지 변화식을 이용하여, A-B 용액이 밀집배열을 형성할 조건을 제시하라.