Din ecuația (1.25) rezultă că pentru o tranziție inversibilă a sistemului de la starea 1 la starea 2, schimbarea entropiei:
Când solidul se topește, când lichidul se evaporă și când este sublimat, tulburarea din sistem crește și, prin urmare, crește entropia. Procesele opuse sunt însoțite de o scădere a entropiei. Cum putem calcula schimbarea entropiei în timpul tranzițiilor de fază? Știm deja că orice tranziție de fază este asociată cu un efect termic constant (căldură de fuziune, căldură de evaporare etc.), pe care o numim căldura tranziției de fază DHph.p. Tranzițiile de fază au loc la o temperatură constantă (punct de topire, punct de fierbere etc.), adică sunt izotermale. În consecință, pentru tranzițiile de fază ale unui mol de substanță, ecuația (1.26) are forma:
Exemplul 1. Se calculează schimbarea entropiei standard a sistemului ca urmare a evaporării a 100 g de apă.
În Tabelul 1.3 găsim H0 sin (H2O) și Tin (H2O) și înlocuim în (1.27):
DS о = 100/18 × (41,09 × 10 3) / 373,2 = 611,68 J × K -1
b / Schimbarea temperaturii
După cum sa arătat deja, încălzirea materiei este însoțită de o creștere și răcire printr-o creștere a entropiei. Pentru a calcula DS, putem aplica ecuația (1.26). Pentru procesul izobaric, de exemplu, dQ = Cp dT (1.16). atunci
Dacă luăm valoarea medie a căldurii specifice Cp:
Exemplul 2. Se calculează schimbarea entropiei de 2 moli de amoniac cu încălzire de la 400 la 500 K.
Având în vedere că în aceste condiții amoniacul este în stare gazoasă, luăm capacitatea medie de căldură a amoniacului gazos conform tabelului: = 8,52 J x mol -1 K -1. apoi:
DS = 2 × 8,52 × ln (500/400) = 3,80 J × K -1
c / Reacții chimice
Entropia a 1 mol de substanță în starea sa standard la temperatura potrivită este numită entropia standard S 0. Entropiile standard ale multor substanțe simple și complexe sunt date în cărțile de referință. Trebuie subliniat faptul că vorbim despre entropii absolute, și nu despre schimbările lor, care însoțesc formarea unei substanțe complexe din substanțe simple (să ne reamintim încălzirea formării). Prin urmare, entropiile standard ale substanțelor simple nu sunt zero. Schimbarea entropiei standard în timpul unei reacții chimice poate fi calculată din ecuația:
DS 0 = åS 0 prod. - åS 0 substanțe exogene (1,30)
Atunci când se însumă entropiile absolute, fiecare dintre ele trebuie multiplicat cu coeficientul stoichiometric corespunzător.
Exemplul 3. Se calculează schimbarea entropiei standard în reacția de sinteză a amoniacului:
Conform tabelului, găsim valorile entropiilor absolute standard: SNH3 (g) = 193 J × mol -1 K -1; S o N2 (g) = 192 J mol -1 K-1;
S о H2 (g) = 131 Jmol -1 K-1.
DS 0 = 2 x 193 - 192 - 3 x 131 = - 195 J x K -1
În exemplul considerat, entropia scade. Acest lucru ar putea fi de așteptat dacă luăm în considerare faptul că, ca urmare a reacției, volumul de substanțe gazoase scade și, în consecință, tulburarea din sistem.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: