하루 한 권, 화학 열역학 : 물질, 반응, 에너지로 분석하는 온갖 변수들

사이토가쓰히로

1945년5월3일생.1974년에도호쿠대학교대학원이학연구과박사과정을수료하고현재나고야시립대학의특임교수를비롯해나고야산업화학연구소수석연구원,메이조대학시간강사,나고야공업대학명예교수를겸임하고있다.전문분야는유기화학,물리화학,광화학,초분자화학이며,저서로는『マンガでわかる元素118(만화로읽는주기율표118)』,『マンガでわかる有機化学만화로읽는유기화학』,『マンガでわかる無機化学만화로읽는무기화학』,『カラー図解でわかる高校化学超入門그림으로배우는고등학교화학입문』〈SBクリエイティブ〉등다수가있다.국내에번역된도서로는『하루한권,탄소』,『하루한권,주기율의세계』,『하루한권,일상속화학반응』〈드루〉등이있다.

들어가며

제1장에너지란무엇일까?

1-1에너지란무엇일까?

1-2양자화란무엇일까?

1-3원자의전자에너지

1-4분자의결합에너지

1-5반응과에너지

1-6에너지와엔탈피

1-7무질서함과엔트로피

1-8반응방향과자유에너지

제1장연습문제

제2장양자론과에너지

2-1물질을이루는것

2-2원자의구조와크기

2-3하이젠베르크의불확정성원리

2-4에너지와전자구름

2-5에너지의양자화

2-6양자화와양자수

2-7광자와그에너지

제2장연습문제

제3장원자의에너지

3-1원자와원자핵

3-2동위원소와그변화

3-3원자핵의에너지

3-4전자껍질과에너지

3-5에너지표현

3-6전자배치와전자에너지

3-7이온화에너지와전자친화도

3-8원자와빛에너지

3-9전자에너지와스펙트럼

3-10우주의범위

제3장연습문제

제4장분자의에너지

4-1물질을반영하는분자

4-2결합의종류

4-3이온결합과금속결합의에너지

4-4원자진동과전도도

4-5공유결합에너지

4-6결합성궤도와반결합성궤도

4-7궤도에너지와결합에너지

4-8헬륨분자의결합에너지

4-9분자종에너지

4-10들뜬상태의에너지

4-11분자간힘의에너지

4-12결합에의한에너지차이

제4장연습문제

제5장반응에너지

5-1화학반응과에너지

5-2내부에너지

5-3내부에너지와위치에너지

5-4진동에너지와회전에너지

5-5반응에너지와내부에너지

5-6용해와용매화에너지

5-7용해에너지

5-8에너지로방출되는것

5-9발광과색깔

5-10빛흡수와발광

5-11빛흡수와색깔

제5장연습문제

제6장반응속도와촉매,에너지

6-1화학반응속도

6-2활성화에너지

6-3활성화에너지와촉매반응

6-4촉매반응의원리

6-5반응속도식

6-6속도상수의의미

6-7다단계반응과중간체

6-8가역반응과비가역반응

6-9가역반응과평형반응

제6장연습문제

제7장에너지와엔탈피

7-1반응계와외부

7-2열역학제1법칙

7-3기체분자의비행속도

7-4기체분자의운동에너지

7-5여러가지변화

7-6등압변화와등적변화

7-7엔탈피

7-8몰열용량

7-9열화학방정식

7-10상태량과헤스의법칙

7-11헤스의법칙응용

제7장연습문제

제8장엔트로피

8-1질서정연한상태와무질서한상태

8-2무질서함과엔트로피

8-3열역학제2·제3법칙

8-4변화와엔트로피변화

8-5엔트로피와분자구조

8-6엔트로피와에너지

8-7엔트로피와열

8-8부피·온도변화와엔트로피

제8장연습문제

제9장기브스에너지

9-1반응방향을결정하는것

9-2자유에너지의정의

9-3반응방향과기브스에너지

9-4기브스에너지와평형

9-5평형상태와정상상태

9-6르샤틀리에법칙―농도변화

9-7르샤틀리에법칙―전압·온도변화

제9장연습문제

제10장상태변화에너지

10-1고체·액체·기체

10-2상태변화

10-3상태변화와기브스에너지

10-4상태도

10-5초임계상태

10-6증기압

10-7용액의증기압내림

10-8몰어는점내림과몰끓는점오름

10-9열과환경

10-10에너지와환경

제10장연습문제

정답

제1장~제4장

제5장~제7장

제8장~제10장

참고도서

배움에는끝이없고,세상에는신비로운것들이너무많으니까!
몰라도괜찮지만배우면훨씬더교양있는‘일상과학’의세계로들어가보자

내가배운물리,화학,생물은정말어려운것이었을까?그렇게나풀기싫었던미적분과기하학은대체왜배워야했던걸까.일상에서써먹을수있는날이오기는할까?그런의문을마음어디엔가품고있었다면,‘하루한권시리즈’를펼쳐보자.

내일을바꾸는단한권의지식,하루한권시리즈!

하루한권시리즈는우리가일상에서활용할수있도록과학이갖춘실용적인모습을파헤치는과학교양도서다.과학을잘모르는사람들도쉽게읽고이해할수있도록도판,표,친절한설명을통해최대한쉽게내용을담았다.예컨대어떻게하면훨씬더과학적으로노력할수있는지,어제사온씨앗을가장빨리싹틔우는방법,새집증후군은왜생기는지까지.일상에서마주할법할부분들을과학적으로설명했다.어렵거나이해할수없는내용이아니라우리삶과밀착된문제를과학을통해풀어내고,그것들을어떻게바라보면좋을지함께고민하는책이다.배움에는끝이없고세상에는너무신기한것들이많으니까.우리가살아가는일상의‘어떤’현상들을과학의눈으로분석적으로바라볼수있다면얼마나좋을까?그것도아주가볍게,책한권으로말이다.그리고그러한시각을가진다는건,우리가살아감에있어생존의무기하나를더가지게됨을의미한다.이러한무기는우리가어떤현상에지혜롭게대처하고싶을때활용할수있는힘이되어줄것이다.

다양한주제,내취향에맞는카테고리를찾아보자!

책은한손에가볍게,지식은머릿속깊숙이!언제어디서나가볍게읽을수있도록한손에들어오는작은크기로만들었다.각각의주제마다검증된집필진이써내려가는과학의세계를탐험하다보면,어느순간숫자와지식으로바라보는세계에푹빠지게될지도모른다.지하철이나버스,쉬는시간에조금씩읽을수있도록아주쉽고재미있는내용으로만구성했다.세상을분석적으로바라보는나의모습을기대해도좋다.주제역시물리,화학,생물학,지구과학,수학등다양한카테고리로구성되어있어내취향에맞는책으로만꺼내읽기에도적당하다.나는어떻게하면천재가되어일류의세계로향할수있는지…사람이만들어낸‘진짜광기’의화학물질이무엇인지.이런뜬금없는질문도좋다.우리가단순히감각하는세상말고,세상의보이지않는현상까지도과학적으로풀어내보자.과학은이론이아니라실전이니까!

우주의모든것을담는화학열역학,더쉽게배워볼수는없을까?

빅뱅으로인해우주가탄생하고,원자뿐아니라에너지가생겨났다.원자란에너지덩어리로,지금에오기까지삶의변화와변수,모든현상은물질과화학반응,에너지로이루어졌다.잘정돈되어있던방도학교에서막돌아온아이가머물면차마볼수없을만큼무질서한상태가되며또커피잔에서흘러나온향은공중으로퍼지곤하는데,원래대로돌아가지않는이상태를과학적으로어떻게설명할수있을까?모든자연현상이엔트로피가증가하는방향으로변화하는것이라는데,어떤직관적인수치로이를계산해볼수있을까?

우주탄생이래로단한순간도빠짐없이일어나는,손에잡히지도않는찰나를눈에보이게분석하고정리할수있는화학열역학은그만큼매력적이다.화학열역학은물질변화와에너지변화의관계를설명하는연구분야다.그범위는매우넓어서살펴본것처럼분자하나하나의변화에얽힌에너지변화뿐만아니라우주의물질변화부터그와관련된에너지변화까지에너지에관한모든현상을다룰수있다.화학열역학의세계에는물리와수학이동반되며이에중요한법칙과개념이사용된다.어렵지만흥미로운지적영역에더깊이도달하게하는화학열역학.세상을바라보는또다른철학과관점을선사해줄것이다!