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閉じたシステムで化学反応が起こるとき、どうなりますか?

閉じたシステムで化学反応が起こったとき、ここに何が起こるかがあります:

1。質量が保存されています:

*反応物の総質量(出発材料)は、生成物の総質量(形成された物質)に常に等しくなります。これは質量の保全法則です。

*物質が形成されているにもかかわらず、反応で失われたり、獲得したりしても。

2。エネルギーは保存されています:

*システム内のエネルギーの総量は一定のままです。

*エネルギーは、ある形式から別の形(たとえば、化学エネルギーから熱エネルギー)に変換できますが、合計量は同じままです。

* 発熱反応: 周囲にエネルギーを放出し(多くの場合、熱として)、システムをより熱くします。

* 吸熱反応: 周囲からエネルギーを吸収します(しばしば熱として)システムを涼しくします。

3。圧力と体積の変化:

*閉じたシステムの体積は、反応に応じて変化する可能性があります。例えば:

* ガス生産: 反応がガスを生成すると、閉じたシステム内の圧力が増加します。

* ボリュームの減少: 反応がガスから固体または液体を生成すると、体積は減少します。

*ただし、ガスのモルの総数は必ずしも同じではなく、圧力の変化につながる可能性があります。

4。平衡:

*ほとんどの化学反応は可逆的であるため、両方向に進むことができます。

*閉じたシステムでは、反応は最終的に順方向および逆反応の速度が等しい平衡状態に達します。

*これは、反応が続くにもかかわらず、反応物と生成物の濃度が一定のままであることを意味します。

5。周囲との交換はありません:

*閉じたシステムは、その周囲と交換しません。新しい物質はシステムに入ったり離れたりすることはできません。

*ただし、上記のように、エネルギー交換が発生する可能性があります。

例:

内部で化学反応が起こった密封されたボトルを想像してみてください。ボトルは閉じたシステムです。内容物の総質量は、化学物質が変化しても同じままです。反応がエネルギーを放出または吸収するかどうかによって、ボトルはより熱くなるか、冷たくなるかもしれません。ガスが生成または消費されると、内部の圧力が変化する可能性があります。

重要な注意:

化学の「閉じたシステム」という用語は、より理論的な意味でしばしば使用されます。実際のシナリオでは、本当に完全に閉じたシステムを持つことは困難です。密閉された容器でさえ、環境との物質やエネルギーの非常に小さな交換があるかもしれません。

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