状態関数と経路関数に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
状態関数と経路関数に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
- ⑴ 熱と仕事は経路関数である。熱と仕事は変化の経路によって値が変わる経路関数です。
- ⑵ 温度は示量性の状態関数である。温度は系の量に依存しない示強性の状態関数で、示量性ではありません。
- ⑶ エンタルピーは示強性の状態関数である。エンタルピーは物質量に比例する示量性の状態関数です。
- ⑷ 熱力学第一法則より、内部エネルギーは経路関数であることがわかる。第一法則 ΔU＝q＋w から、経路関数である q と w の和が経路によらない内部エネルギー変化になり、内部エネルギーは状態関数です。
- ⑸ 状態関数の変化量は、可逆過程でも不可逆過程でも等しい。状態関数の変化量は始状態と終状態だけで決まるため、過程が可逆でも不可逆でも等しくなります。
解説
正解は⑴と⑸です。状態関数は系の状態だけで値が決まる量で、内部エネルギー、エンタルピー、エントロピー、温度などがあります。一方、熱と仕事は変化の経路によって値が変わる経路関数です。状態関数の変化量は始めと終わりの状態だけで決まるため、可逆過程でも不可逆過程でも等しくなります。熱力学第一法則 ΔU＝q＋w は、経路関数の和が状態関数の変化になることを示しています。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198924.html）を加工して作成