危険物取扱者 甲種 物理学及び化学 練習問題 第33問: エントロピーと熱力学第二法則について、次の記述のうち正しいものはどれか。

正解: 3. 0℃より低い温度に置かれた水が自然に凍って氷になる変化では、水とその周囲を合わせた全体のエントロピーは増加する

0℃より低い温度で水が自然に凍るとき、水自体は規則正しい固体になってエントロピーが減少するが、放出された凝固熱で周囲のエントロピーがそれ以上に増えるため、水と周囲を合わせた全体のエントロピーは増加し、変化は自発的に進む（熱力学第二法則）。よって3が正しい。同じ物質では一般に気体の方が液体よりエントロピーが大きい。温度の異なる物体の間で熱が移って熱平衡になる変化は不可逆変化で、外部と熱の出入りがなくても両者のエントロピーの和は増加する。気体を一定温度で圧縮して体積を小さくすると、気体のエントロピーは減少する。孤立系の中で可逆変化が進むとき、全体のエントロピーは一定に保たれ、増加しない。

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