| 第1章 ソフトマターとは？ 1 |
| 第2章 熱力学の基本法則 |
| 2.1 系と熱力学的状態 6 |
| 2.2 温度と状態方程式 8 |
| 2.2.1 温度 8 |
| 2.2.2 状態方程式 11 |
| 2.2.3 状態方程式の微分 15 |
| 2.2.4 臨界点と対応状態の法則 17 |
| 2.3 熱力学第1法則 18 |
| 2.3.1 準静的過程 18 |
| 2.3.2 熱力学第1法則 21 |
| 2.4 熱容量と比熱 23 |
| 2.4.1 定積熱容量と定圧熱容量 23 |
| 2.4.2 熱力学第1法則の理想気体への応用 25 |
| 2.4.3 エンタルピー 28 |
| 2.5 熱力学第2法則 31 |
| 2.5.1 サイクルの熱比と効率 31 |
| 2.5.2 理想気体を用いたサイクル―カルノーサイクル― 32 |
| 2.5.3 熱力学第2法則 34 |
| 2.6 エントロピーと熱力学第3法則 37 |
| 2.6.1 エントロピー 37 |
| 2.6.2 エントロピーの変化の例 40 |
| 2.6.3 熱力学第3法則 43 |
| 2.6.4 ボルツマンの原理と残留エントロピー 45 |
| 2.7 熱力学関数と自由エネルギー 47 |
| 2.7.1 自由エネルギー 47 |
| 2.7.2 平衡への接近 51 |
| 2.8 熱力学の基本法則の簡単な応用 52 |
| 2.8.1 理想気体の熱力学関数 53 |
| 2.8.2 エネルギー方程式―熱力学的状態方程式― 54 |
| 2.8.3 熱容量の差 55 |
| 2.8.4 物体の断熱膨張による温度変化 56 |
| 2.8.5 ジュール－トムソン係数 58 |
| 2.8.6 低温熱容量と低温熱膨張率 60 |
| 2.9 熱力学のソフトマター固体への応用 61 |
| 2.9.1 エネルギー弾性とエントロピー弾性 62 |
| 2.9.2 熱弾性的反転 64 |
| 2.9.3 グー－ジュール効果 65 |
| 2.9.4 理想ゴムのモデル 67 |
| 第3章 相平衡と相転移の熱力学 |
| 3.1 相平衡と相律 70 |
| 3.1.1 開いた系に対する熱力学の法則 70 |
| 3.1.2 ギブス－ディエムの関係式 71 |
| 3.1.3 部分モル量 73 |
| 3.1.4 ギブスの相律 75 |
| 3.1.5 系の安定性 78 |
| 3.2 相転移とその基本タイプの分類 83 |
| 3.3 1成分系の1次相転移―クラペイロン－クラウジウスの関係式― 85 |
| 3.4 気液平衡と臨界点 88 |
| 3.5 固液転移 91 |
| 3.6 固体間転移 92 |
| 3.6.1 硫黄の多型結晶 92 |
| 3.6.2 高圧下の多型結晶 93 |
| 3.7 1成分系の2次相転移―エーレンフェストの関係式― 94 |
| 3.8 液体ヘリウムのλ転移 96 |
| 第4章 多成分混合系の熱力学 |
| 4.1 混合系の濃度の表し方 100 |
| 4.2 理想混合気体の化学ポテンシャル 101 |
| 4.3 混合によるギブス自由エネルギーの変化 102 |
| 4.3.1 2成分混合系のギブス自由エネルギー 103 |
| 4.3.2 2成分系のモル体積 104 |
| 4.4 理想溶液 105 |
| 4.5 気液平衡 106 |
| 4.5.1 気液平衡の相図 106 |
| 4.5.2 蒸気圧降下と気体の溶解 108 |
| 4.5.3 沸点上昇 110 |
| 4.6 非理想溶液の蒸気圧 112 |
| 4.7 非理想溶液のモデル―正則溶液― 115 |
| 4.8 浸透圧 121 |
| 4.9 液液相平衡―相分離― 125 |
| 4.9.1 バイノダル，スピノダル，臨界相溶点 125 |
| 4.9.2 正則溶液の相分離 128 |
| 4.9.3 臨界点近傍での振舞―臨界現象― 133 |
| 4.10 高分子溶液の相平衡 134 |
| 4.11 固液平衡 147 |
| 4.11.1 液体中への固体の溶解 147 |
| 4.11.2 凝固点降下 148 |
| 4.11.3 固体化合物の生成 149 |
| 4.11.4 固溶体 152 |
| 4.12 ブロック共重合体のメソフェイズ 156 |
| 第5章 化学反応の熱力学 |
| 5.1 反応進行度と反応速度 158 |
| 5.2 親和力と化学ポテンシャル 163 |
| 5.3 気相反応 165 |
| 5.4 標準生成ギブス自由エネルギー 169 |
| 5.5 平衡定数の温度変化 170 |
| 5.6 多相に亘る反応 171 |
| 5.6.1 固気に亘る反応 171 |
| 5.6.2 固体表面への気体分子の吸着―反応論的取扱い― 172 |
| 5.6.3 水素原子の金属中への貯蔵 174 |
| 5.7 ルシャトリエ－ブラウンの原理 176 |
| 5.8 溶液中での反応平衡 178 |
| 5.8.1 理想会合溶液 179 |
| 5.8.2 複合分子の解離・会合反応 184 |
| 5.9 電気化学ポテンシャルとドナン膜平衡 187 |
| 第6章 界面の熱力学 |
| 6.1 表面張力 193 |
| 6.1.1 表面張力の定義と例 193 |
| 6.1.2 表面張力の物理的起源 195 |
| 6.2 ギブスの分割面と表面過剰量 198 |
| 6.2.1 ギブスの分割面 198 |
| 6.2.2 ギブスの吸着等温式 200 |
| 6.3 液体の表面張力 204 |
| 6.3.1 表面張力の温度依存性 204 |
| 6.3.2 液滴の表面張力と核生成 205 |
| 6.4 溶液の表面張力 208 |
| 6.5 気液界面への吸着 210 |
| 6.6 固体表面への吸着―熱力学的取扱い― 212 |
| 6.6.1 吸着の熱力学 212 |
| 6.6.2 ラングミュア吸着 215 |
| 6.6.3 吸着分子間の相互作用 217 |
| 問題の解答 219 |
| ソフトマター関連の熱統計力学に関する進んだ内容を学びたい読者のために 230 |
| 索引 234 |
図書
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