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今後の予定 ※ 演習・小テスト等のプリントの余りあり,必要な人は取ること. ( HP にも掲載してある) 15 日目 1 月 20 日 小テスト レポート返却 小テストの答あわせ 生命現象と熱力学 授業アンケート 16 日目 1 月 27 日 定期テスト ※ 大小関係の理由も書いてもらいます.. 本日の課題 定期テスト準備. 小テスト 答え合わせ. <エンタルピー>. エンタルピー変化は吸熱量. エネルギー or エンタルピー. 吸熱.
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今後の予定 ※ 演習・小テスト等のプリントの余りあり,必要な人は取ること. (HPにも掲載してある) 15日目 1月20日 小テスト レポート返却 小テストの答あわせ 生命現象と熱力学 授業アンケート 16日目 1月27日 定期テスト※ 大小関係の理由も書いてもらいます. 本日の課題 定期テスト準備
<エンタルピー> エンタルピー変化は吸熱量 エネルギー or エンタルピー 吸熱 系のエネルギー変化と吸熱
<エントロピー> エントロピーは乱雑さの指標 分子レベルでどちらが乱雑か考えよ! が成り立つのは の場合のみ.
<自由エネルギー> DGが負なら変化が自発的に進行(DGが正なら逆変化が自発的に進行) • 反応進行の要因 • DH が負(発熱する) • DS が正(乱雑になる)
過冷却液体の結晶化 G 過冷却液体 結晶 液体 融点 T
DEmech 力学的周囲 宇宙 w DEtherm q DEuniv = 0 系 DE 熱的周囲 定圧過程では 系 DE DEK DEP DEel T により 変化 (Tに比例) 分子集合 状態に より変化 化学反応 により 変化
重り = 力学的周囲 宇宙 (熱力学的世界) = 系 +熱的周囲 +力学的周囲 恒温槽 = 熱的周囲 系 系=現在注目している部分 P59 図4-3
ポテンシャルエネルギーと力の関係 落下・上昇にともなう重力ポテンシャルエネルギー変化 力に従って落下 → EP減少 力に逆らって上昇 → EP増加 重力 力が大きいほどEPの増減は大きくなる. P32図2-5
スクロースの生合成はなぜ可能か? グルコース(C6H12O6) + フルクトース(C6H12O6) → スクロース(C12H22O11) + H2O 上記反応の自由エネルギー変化は正であるが,生体内で進行するのはなぜか? ※ デンプン等の生合成も事情は同じ.
スクロースの生合成はなぜ可能か? グルコース + フルクトース → スクロース+ H2O DG=+23 kJ mol-1 ATP + H2O →ADP + リン酸 DG=-29 kJ mol-1 <カップル反応> グルコース+フルクトース+ATP → スクロース+ADP+リン酸 DG=-6 kJ mol-1 変換効率=(23/29)×100 = 79 %
ATPのはたらき • 生合成の自由エネルギー源(デンプン,脂質,タンパク質などの合成) • 筋肉の収縮の自由エネルギー源 • 生物発光の自由エネルギー源 • 能動輸送の自由エネルギー源(イオンの能動輸送→発電 神経細胞の興奮にも欠かせない) etc.
ATPはどのようにして供給されるか? ADP + リン酸 → ATP + H2O DG=+29 kJ mol-1 グルコース + 6O2 → 6CO2 + 6H2O DG=-2870 kJ mol-1 グルコースはどのようにして供給されるのか?
グルコースはどのようにして供給されるか? 6CO2 + 6H2O → グルコース + 6O2 DG=+2870 kJ mol-1 • 動物は植物より摂取 • 植物は光合成により自己調達 • もとは全て太陽の光エネルギー!
生体におけるエネルギーの流れ 太陽光 → ATP → グルコース等で保存 グルコース等 → ATP → 生合成 筋肉の収縮 能動輸送 etc. 最後は熱エネルギー
熱力学は全ての自然現象に貫徹! 全ての変化の進むべき方向を教えてくれる. • 蒸発,凝固等の相変化 • 溶解,相分離 • 化学反応 → 無機・有機化学 • 化学平衡 → 分析化学 • 電池 • 気象 • エンジンの効率 → 工学 • 生命現象 etc. → 身近な現象