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目次

第1章 熱力学とはどんな学問か

  1.1 熱力学の特徴

  1.2 熱力学の全体像をまず把握しよう

  コラム1.1 熱力学と速度論

  コラム1.2 情報理論におけるエントロピー

  コラム1.3 マクスウェルの悪魔(Maxwell's demon)

第2章 熱力学で使用される基本的概念

  2.1 系

  2.2 示量変数と示強変数

  2.3 理想気体

  コラム2.1 開放系と散逸構造

第3章 熱力学第一法則

  3.1 系の内部エネルギー

  3.2 熱力学第一法則の表現

  3.3 種々の過程への熱力学第一法則の適用

  3.4 熱化学

  コラム3.1 内部エネルギーやエンタルピーの絶対値は求まらない

  コラム3.2 定常状態の系に熱力学第一法則を適用すると

第4章 熱力学第二法則

  4.1 熱機関の効率を求めて-熱力学誕生前夜

  4.2 カルノー・サイクル

  4.3 自由エネルギー

  4.4 いろいろな現象を熱力学第二法則で理解する

  コラム4.1 サディ・カルノー:その人と業績

  コラム4.2 熱力学的エントロピーの直感的理解のために1:希ガスの融解エントロピー

  コラム4.3 熱力学的エントロピーの直感的理解のために2:理想気体の等温可逆膨張

  コラム4.4 平衡状態と定常状態

  コラム4.5 表面張力とフックの法則

第5章 熱力学第三法則

  5.1 純物質のエントロピーの実測

  5.2 絶対0度における完全結晶のエントロピー

  5.3 エントロピーの絶対値

  5.4 残余エントロピー

  コラム5.1 絶対0度には絶対に到達できない

  コラム5.2 デバイの比熱理論

  コラム5.3 絶対0度で液体の物質:ヘリウム

  コラム5.4 量子力学における零点振動と零点エネルギー

  コラム5.5 気体のエントロピーの理論計算

第6章 相平衡と相転移

  6.1 化学ポテンシャル

  6.2 相平衡

  6.3 相転移

  コラム6.1 「化学ポテンシャル」という命名の意味

  コラム6.2 多成分系の化学ポテンシャルの定式化

  コラム6.3 高吸水性ポリマーの弱点

第7章 相図とその読み方

  7.1 相図とはどんなものか?

  7.2 ギブズの相律

  7.3 一成分系(純物質)の相図

  7.4 二成分系の相図

  7.5 三成分系の相図

  コラム7.1 超臨界流体

  コラム7.2 相図から結晶量と液体量の比を求める

  コラム7.3 多段蒸留塔による分別(精密)蒸留技術

第8章 溶液

  8.1 分子間相互作用と溶液の種類

  8.2 混合エントロピーの定式化

  8.3 理想溶液の自由エネルギーと化学ポテンシャル

  8.4 理想溶液からのずれとその補正

  8.5 標準状態と標準化学ポテンシャル

  8.6 組織体溶液-混合エントロピーが本質的でない溶液

  8.7 電解質溶液

  コラム8.1 溶解度パラメータ

  コラム8.2 混合エントロピーが支配する高分子溶液

第9章 化学反応と平衡

  9.1 化学反応論と熱力学

  9.2 化学反応における自由エネルギー変化

  9.3 化学平衡

  9.4 化学平衡定数の温度変化

  コラム9.1 水の解離平衡とpH

  コラム9.2 反応速度定数と平衡定数の関係

  コラム9.3 ルシャトリエの原理と系の安定性

第10章 電気化学反応と電池

  10.1 電池の原点-ボルタ電池

  10.2 金属の標準電極電位とイオン化傾向

  10.3 電池の種類と各種電池の実例

  コラム10.1 標準電極電位における標準状態とイオン化傾向

  コラム10.2 液間電位差と塩橋

  コラム10.3 もし一次電池を充電したら?

  コラム10.4 乾電池の単1形,単2形…という呼び方

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