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身近な現象から理解する化学熱力学
Understanding Chemical Thermodynamics －Through Daily Phenomena－

横浜国立大学特任教員（教授）　博士（工学）　石原顕光著

Ａ５判／予224頁／定価　　円（本体　　円＋税10％）／2025年7月発行
ISBN 978-4-7853-3532-8　 C3043

●目の前の化学現象に「宇宙のルール＝熱力学の真理」が詰まっている！●

　化学熱力学は決して遠い理論ではない。あなたの目の前で起こる化学現象に、熱力学の本質が波打っている。
　本書は、そんな現象を足掛かりに、その奥底にある熱力学「第一法則」「第二法則」を深く実感してもらうために書かれている。
　公式の暗記で終わらせない、本物の理解へ。さあ、その扉を、いま開いてみませんか？

サポート情報

目次（章タイトル）　　→ 詳細目次

1．相律は平衡現象を貫く視点
2．身近にある水と水蒸気の気液平衡を徹底的に理解しよう
3．反応熱を測定し，データベース化しよう
4．反応熱は温度次第
5．広がって混ざることが本質の化学平衡
6．どんな温度の化学平衡でもエントロピーが支配する
7．役に立つ電気化学～電気化学熱力学

詳細目次

1．相律は平衡現象を貫く視点
　1.1　ギブズの天才的な洞察によって見出された相律
　1.2　まず状態量・相・自由度を理解しよう
　1.3　状態が指定されることの重要性を認識しよう
　1.4　多成分系の相律も難しくない
　1.5　化学平衡を含むと少し複雑になる
　1.6　本当は難しい平衡状態の判断

2．身近にある水と水蒸気の気液平衡を徹底的に理解しよう
【設問】水を温める飽和水蒸気圧は増加する
　2.1　100℃以下で飽和する水蒸気
　2.2　気液平衡の自由度は1
　2.3　熱力学の王道～ギブズエネルギーと化学ポテンシャルから現象を見る
　　2.3.1　熱力学視点ってこういうことだ
　　2.3.2　熱力学では，バラバラの単体を基準にとる
　　2.3.3　飽和水蒸気圧は標準ギブズエネルギー変化に詰め込まれている
　2.4　原理・原則に立ち返る～全宇宙のエントロピーの視点
　2.5　温度と圧力の変化を支配する相律

3．反応熱を測定し，データベース化しよう
【設問】尿素を燃やして熱を測る
　3.1　実験結果を正しく理解する
　3.2　状態量の性質をとことん使って反応熱を求めよう
　3.3　大気圧化で燃やすとどうなる？
　3.4　状態量の面目躍如！標準生成エンタルピーのデータベース化

4．反応熱は温度次第
【設問】炭酸カルシウムを加熱したら熱を吸う？出す？
　4.1　まずは大事な系の設定と相律
　4.2　抽象的に考えた方がいいこともある
　4.3　これが熱力学の威力だ～実験しなくてもわかる神通力
　4.4　任意の温度の反応熱は熱容量に注目せよ

5．広がって混ざることが本質の化学平衡
【設問】窒素酸化物は広がって混ざって平衡になる
　5.1　熱力学的に取り扱えるように現象を把握する～まずこれが大事
　5.2　反応はあるけど，相律は難しくない
　5.3　熱力学の王道～ギブズエネルギーと化学ポテンシャルから現象を見る
　　5.3.1　まずは大事な系の設定
　　5.3.2　変化の方向を決める化学ポテンシャル
　　5.3.3　純物質を基準にした化学ポテンシャルを用いて理解しよう
　　5.3.4　イメージで理解する化学平衡～傾きの違う２つの直角三角形
　　5.3.5　とにかくギブズエネルギーが減る方向へ
　5.4　原理・原則に立ち返る～途中で止まるのは混合のエントロピーのおかげ
　　5.4.1　純物質の性質の差を混合のエントロピーで補償する
　　5.4.2　根本はやっぱり全宇宙のエントロピー
　5.5　自然は保守的～変化を嫌うルシャトリエの原理

6．どんな温度の化学平衡でもエントロピーが支配する
【設問】炭酸カルシウムは熱分解する
　6.1　熱力学的に考察できるように現象を正しく理解しよう
　6.2　化学熱力学の王道～ギブズエネルギーと化学ポテンシャルから現象を見る
　　6.2.1　反応系と生成系の化学ポテンシャルで決まる
　　6.2.2　化学平衡は直角三角形で理解する～イメージで平衡状態をつかむ
　　6.2.3　混ざらないから一方向に行ったっきり
　　6.2.4　平衡測定から反応熱がわかる～自然現象に潜む関係を見つけよう
　　6.2.5　データと電卓だけで100％の予想ができる
　　6.2.6　温度が変わると平衡はどっちに行く？～反応熱に注目せよ
　6.3　エンタルピーとエントロピーの兼ね合いとは
　6.4　原理・原則に立ち返る～結局世の中はエントロピーで決まる

7．役に立つ電気化学～電気化学熱力学
【設問】ダニエル電池を放電させてみよう
　7.1　現象を正しく理解しよう
　7.2　熱力学の王道～ギブズエネルギーと化学ポテンシャルから現象を見る
　　7.2.1　理想からのずれはまとめて活量に押し込める
　　7.2.2　電気仕事も含めて釣り合っている～電気化学の特徴
　　7.2.3　電気化学ポテンシャルは半電池反応を扱うのに便利
　　7.2.4　電池の起電力は化学的性質の差によって生じていた
　　7.2.5　やっぱり基準が大切～相対的な関係で議論する
　　7.2.6　放電しきったら化学平衡～電気化学平衡と化学平衡を混同しないように
　　7.2.7　電気化学的な釣り合いは電位差と濃度のバランスでとる
　7.3　原理・原則に立ち返る～電池は全宇宙のエントロピーを増やさずに放電しうる

本書全体を通しての記号の説明
索引

著作者紹介

石原顕光
いしはらあきみつ
1966年兵庫県に生まれる。横浜国立大学工学部卒業、横浜国立大学大学院博士後期課程修了。（独）科学技術振興機構研究員、横浜国立大学客員教授などを経て現職。（有）テクノロジカルエンカレッジメントサービス取締役。主な著書に『トコトンやさしい電気化学の本新版』『熱と温度の科学』（以上日刊工業新聞社）、『モビリティ用電池の化学』（共著、化学同人）などがある。

（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）

この著作者の本
『しっかり学ぶ化学熱力学』
しっかり学ぶ
化学熱力学

 『原理からとらえる電気化学』
原理からとらえる
電気化学