Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



ЭНТРОПИЯ. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Читайте также:
  1. Ex lege XII tabularum aes alienum hereditarium... pro portionibus... ipso iure divisum (C. 2. 3.26). - По законам XII таблиц наследственные долги делятся автоматически на доли.
  2. I I I. ЗАКОНЫ КОЛОРИТА
  3. I задание. (Закончите предложение).
  4. I закон термодинамики
  5. I. Законодательные акты и иные официальные документы
  6. I. ЗАКОНЫ УКРАИНЫ
  7. I.4.2) Законы.
  8. II закон Кирхгофа.
  9. II закон Ньютона.
  10. II закон термодинамики. Теорема Карно-Клаузиуса

Большинство процессов представляют собой два одновременно происходящих явления: передачу энергии и изменении в упорядоченности расположения частиц относительно друг друга. Мерой неупорядоченности среди частиц в системе служит функция состояния называемая энтропия S. В отличие от других функций состояния, можно определить не только изменение энтропии DS, но и абсолютное значение энтропии S.

Абсолютное значение энтропии можно вычислить по уравнению Больцмана ( ): S = R×lnW,

где R - универсальная газовая постоянная; W - термодинамическая вероятность, которая показывает число микросостояний системы, при помощи которых может реализоваться определенное макросостояние.

При переходе вещества из твердого состояния в жидкое и далее в газообразное значительно увеличивается неупорядоченность частиц, поэтому Sгаза >> Sж > Sтв . У веществ в аморфном состоянии энтропия будет больше, чем в кристаллическом, так как кристалл более упорядоченная структура. Например, для стекловидного и кристаллического SiO2 значения энтропии равны 46,9 и 42,7 соответственно. При одинаковом агрегатном состоянии энтропия тем выше, чем больше атомов содержится в молекуле. Так, энтропии газообразных О, О2 и О3 равны соответственно 161, 205 и 239 .

Энтропии многих веществ определены при стандартных условиях и приведены в справочной литературе (см. приложение). Энтропию при этих условиях называют стандартной энтропией и обозначают S .

Расчет DS химической реакции осуществляют так же, как и изменение энтальпии реакции. Для реакции общего вида aA + bB = dD + fF

DS = d S (D) + f S (F) - a S (A) - b S (B).

Об изменении энтропии в химической реакции можно судить по изменению объема системы в ходе реакции. Если объем системы увеличивается, то DS > 0, а если реакция протекает с уменьшением объема, то энтропия также уменьшается (DS < 0). Для реакций между твердыми веществами изменения энтропии практически не происходит. То же относится и к процессам, в которых число моль газообразных веществ не изменяется.

Процессы, протекающие без подвода энергии от внешнего источника, называют самопроизвольными. Согласно второму закону термодинамики, в изолированной системе самопроизвольно идут только такие процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии. Таким образом, знак DS является критерием направления протекания процессов в изолированных системах.



Если DS > 0, то процесс протекает самопроизвольно в прямом направлении, при DS < 0 направление самопроизвольного протекания процессов обратное. В случае, когда DS = 0, изолированная система находится в состоянии равновесия.

Пример 1. Какой знак будет иметь изменение энтропии для реакции

N2, г + 2О2, г = 2NO2, г?

Сопоставьте вывод с результатами расчетов, если S участников реакции равны: N2 - 191,5; O2 - 205,0; NO2 - 240,2 .

Р е ш е н и е

Данная реакция протекает с уменьшением числа моль газов (в исходных веществах - 3 моль, а в продуктах - 2 моль), то есть с уменьшением объема. Поэтому ожидаем, что DS < 0. Вычислим изменение энтропии в стандартных условиях

DS = 2S (NO2) - S (N2) - 2S (O2) = .

По результатам расчета получили также DS < 0.

 

Пример 2.Укажите знак изменения энтропии при плавлении льда.

Р е ш е н и е

При плавлении льда вода из твердого состояния переходит в жидкое. Поскольку Sж > Sтв, то DSпл = Sж - Sтв > 0.




Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 28; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
З А Д А Ч И. 1. Пользуясь данными приложения, рассчитайте DН реакции 2KClO3 = 2KCl + 3O2 . | З А Д А Ч И. 1. Определите изменение энтропии в стандартных условиях для реакции
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2017 год. (0.012 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты