화학2 2019 9월 평가원 4번(엔트로피 엔탈피)
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이 평가원 문제를 보면서 이런저런 생각을 했다.
이 문제가 화2 에서 제외된 범위인지 아닌지 모르지만, 확실한거는
수능 수준에서 배우는 범위를 넘어가서, 전공책에 있는 내용을 알아야
완벽한 분석이 가능하다는 점에서 그냥 흥미로워서, 나름 분석을 해봤다.
ㄱ은 지나가고, ㄴ 보기가 나는 보고 정말 너무너무 흥미로웠다.
굉장히 골때리면서, 왜 이런 보기를 제시한걸가. 그냥 이런저런 생각을 해봤다 ㄷ 보기도 정말 골때리는 보기라고 생각했다.
수능 화2 는 이미 화학과 전공책에서 배우는 내용을 화2 에서 다루는 구나 하는 생각이 들었다.
일단 그 근거는 ㄴ 에서 계의 엔탈피가 증가한다고 나오고 있다.
사실 이 문제의 풀이에 따르면, 자유에너지 음수에 엔트로피 음수이니 엔탈피 음수라고 나온다. 자유에너지 음수인 이유는 자발적이라고 써있으니, 음수인거다.
사실, 이것저것 샛길로 빠져서 할말이 많지만, 하나에만 집중해서
잉기 한다면, 왜 Delta H = nCp delta T 공식으로 생각해서,
문제조건에서 온도 일정하다 했으니, 계의 엔탈피는 0 이라고 하면
안되나? 라고 의문을 표할수 있다. ㄴ 보기가 엔탈피가 0이다 라고 하면, 이거는 수능을 넘어서 전공 범위에 들어간다.
그 근거는 두번째 사진의 Cp 의 경우는 상전이나 화학반응에서,
그림의 그래프 처럼 피크가 뜨면서. (상전이, 화학반응) 에서는
저 공식을 못쓴다.(이 내용은 물리화학 앳킨슨에 나오는 그림이다)
그러면, 일정압력에서만 쓰는거 아니야? 하는 오르비 형 누나 들이 있을거다.
사실 일정 압력도 가능하고, 일정 압력이 아니여도 가능하다.
세번째 문제는 일정압력 에서 위의 공식을 사용해서 풀이하는 문제이고, 사실상 우리가 일반적으로 아는 상황이다.
하지만 그 아래 피트 문제 두문제를 보면,
2013 20번 peet 의 경우 ㄷ 번 보기는 내부에너지 변화는 일정 압력 조건에서 쓰는거 같지만, (라)의 조건을 보면 부피가 변한다. 한마디로부 변화와 관련없이 상전이와 화학반응만 아니면 쓰인다.
그리고. 2014 24번 peet 의 경우 ㄱ보기를 봐도. 마찬가지로,
부피가 분명히 변하지만 쓰인다. 일정부피로 쓰기도 하지만 일정 부피가 아니여도 사용된다는거다.
그리고,
다시 원점으로. 수능 ㄷ 보기를 보면, 나는 더 충격을 받았다.
수능식의 해설에 따르면. 계와 주위 에서 자발적이면, 엔트로피는 증가 한다고 나와있다. 이 단순한 설명에는 정말정말 여러의미가 포함 되어있다.
사실 계가 자발적인지를 판단할때, 자유에너지 변화로 판단을 한다.
그러면, 이 자유에너지가 음수이면, 내가 옆에 쓴 공식에 의해, 우주의 엔트로피는 양수가 된다.
이게 자유에너지의 의의 라고, 줌달책에 나오는 내용이다.
한마디로, 자유에너지의 의의는 내가 구지, 주변과 계의 엔트로피을 전부 고려해서, 계의 자발성을 사실은 판단할려고 하면, 매우 어려우니,
이 자유에너지 라는거를 이용하면, 계의 정보만 가지고, 자발성을 판단 할수 있다는게 의의 라고 한다.
그래서, 의의에 따른다면, 우리는 계의 자발성을 자유에너지 변화 공식에 의해 판단하고, 계가 자발적이니 필연적으로 우주의 엔트로피는 증가 라고 식에 의해 이야기 한다.
약간 이런 내용이 들어가 있다.
아무튼, 수능 문제는 정망 흥미롭다.
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애초에 피트문제는 ‘단열’되어있는데 그걸 같은 보기로 끌고오는 당신도 대단하다.
마지막 정망...