第105回薬剤師国家試験

第105回薬剤師国家試験 問94

第105回薬剤師国家試験 問94

ボルツマン分布は、異なるエネルギー準位 E1、E2(E1<E2)をもつ分子の数をそれぞれN1、N2としたときの、熱平衡状態における両者の比(N2/N1)に関する情報を与える(下式参照)。
ボルツマン分布に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1 式中の「 A 」に入る物理量は体積である。
2 常にN2/N1<1が成り立つ。
3 E1とE2の差が大きいほどN2/N1が小さくなる。
4 温度が高いほどN2/N1が小さくなる。
5 N2/N1=1/eとなるときの(E2-E1)を活性化エネルギーという。

 

 

 

 

 

 

解答・解説

解答
2、3

解説
1 誤
式中の「 A 」に入る物理量は絶対温度である。
2 正
E1<E2であることから、設問の式における右辺の指数部分がマイナスとなるため、常にN2/N1<1が成り立つ。
3 正
E1とE2の差が大きいほど、設問の式における右辺の指数部分がより小さい値となるため、N2/N1が小さくなる。
4 誤
温度が高いほど、設問の式における右辺の指数部分が大きい値となるため、N2/N1が大きくなる。
5 誤
N2/N1=1/eとなるとき、E2-E1=kB・T(二原子分子における回転運動エネルギー、振動運動エネルギー)となる。

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