S = k × lnW, (10)
unde k este un coeficient de proporționalitate, numit constanta Boltzmann sau constanta Boltzmann
(k = 8,314 / 6,02 x 10 23 mol -1 »» 1,38 x 10 -23),
W este probabilitatea termodinamică a unei stări date a sistemului.
Cu cât este mai mare dezordinea sistemului, cu atât este mai probabil sistemul și cu atât mai mult entropia acestuia. Cu alte cuvinte, putem spune că entropia este o măsură a haosului.
Fiecare dintre izo-procesele unui gaz ideal se caracterizează prin schimbarea entropiei, și anume:
Întrebarea 10. A treia lege a termodinamicii. Absolut entropie. Entropia standard.
A treia lege a termodinamicii poate fi formulată după cum urmează:
"Creșterea entropiei la zero absolută a temperaturii tinde spre o limită finită, nu depinde de starea de echilibru a sistemului".
unde este orice parametru termodinamic.
A treia lege a termodinamicii se referă numai la stările de echilibru.
Deoarece, pe baza celei de-a doua legi a termodinamicii, entropia poate fi determinată numai într-o constantă aditivă arbitrară (adică nu entropia însăși, ci doar schimbarea ei):
,
A treia lege a termodinamicii poate fi folosită pentru definirea precisă a entropiei. În acest caz, entropia sistemului de echilibru se presupune a fi zero la zero absolută.
Entropia standard a unei substanțe este valoarea absolută a entropiei unei substanțe în condiții standard în orice stare agregată dată.
Estimarea estimată aproximativă # 916; Sreaktsii. poate fi estimată din variația numărului de moli de substanțe gazoase din reacție, deoarece acestea contribuie în principal la entropia sistemului.
Calculul modificării entropiei într-o reacție chimică
Relația entropiei cu compoziția materiei
1) cu cât este mai complexă compoziția și structura in-va (mai mulți electroni, atomi, masă), cu atât entropia este mai mare. S (UU2)
2) cu cât legăturile chimice din materie sunt mai puternice, cu atât entropia este mai mică, cu atât mobilitatea particulelor este mai mică. S (Sgrafit)> S (Salmaz)
3) Cu creșterea T, trecerea particulelor de la solid la lichid și apoi în entropie gazoasă crește.
4) Postulatul lui Nernst. La T = 0, entropia oricărei substanțe pure = 0, deoarece mișcarea este absentă => toate substanțele iau starea unui cristal ideal.
# 916; Sreaktsii caracterizează dorința sistemelor la starea cea mai probabilă, adică la o stare cu entropie maximă
1) Măsurarea S caracterizează tendința sistemului la starea cea mai probabilă cu cea mai mare afecțiune (cu cel mai scăzut S)
2) Schimbarea în S nu este un criteriu clar pentru posibilitatea unui flux spontan al procesului.
Procesele non-auto-generatoare sunt cele care necesită costul de lucru din exterior.
Procesul non-auto-generare duce la o descreștere în ordine în sistem și se caracterizează printr-o scădere în S.
S<0 – несамопроизвольный процесс
Procesele spontane sunt procese care pot avea loc fără costul muncii din exterior (schimb, neutralizare).
Procesul spontan conduce la o creștere a ordinii în sistem și se caracterizează printr-o creștere a lui S.
S> 0 este un proces spontan.
Întrebarea 11. Potențiale termodinamice. energie Helmholtz (potențial izocoră-izotermă), energia Gibbs (potențial izobară-izotermă), comunicațiile cu parametrii de stare (P, T, V, S) cu o lucrare utilă maximă.
Scopul introducerii potențialelor termodinamice - utilizarea unui astfel de set de variabile naturale independente care descriu starea unui sistem termodinamic, care este cel mai potrivit într-o situație dată, menținând în același timp avantajele, care dă utilizarea elementelor caracteristice cu dimensiuni de energie. În particular, scăderea potențialelor de echilibru termodinamic proceselor care au loc la valori constante variabile naturale egal cu cel al muncii externe corespunzătoare.
Potențialele termodinamice au fost introduse de W. Gibbs, care vorbea despre "ecuații fundamentale; termenul de potențial termodinamic aparține lui Pierre Duhem.
Se disting următoarele potențiale termodinamice:
Energia liberă Helmholtz
potențial termodinamic ridicat
Helmholtz energie liberă (sau energia liberă) - potențialul termodinamic, care declin în procesul izoterme cvasi este egală cu sistemul comise asupra organismelor externe.
Energia Helmholtz liberă pentru un sistem cu un număr constant de particule este definită după cum urmează:
- . unde - energie internă, - temperatură absolută, - entropie.
Prin urmare, diferența dintre energia liberă este egală cu:
- .
Vedem că această expresie este diferența totală a variabilelor relativ independente u. Prin urmare, energia liberă a lui Helmholtz pentru o stare de echilibru este deseori exprimată ca o funcție.
Pentru un sistem cu un număr variabil de particule, diferența de energie liberă Helmholtz este scrisă ca:
- ,
unde este potențialul chimic și este numărul de particule din sistem. În acest caz, energia liberă a lui Helmholtz pentru starea de echilibru este scrisă ca o funcție.
În conformitate cu recomandările IUPAC, energia Helmholtz în termodinamică chimică poate fi, de asemenea, desemnată ca A [1].
Energia liberă a lui Helmholtz și-a luat numele deoarece este o măsură a muncii pe care o poate efectua un sistem termodinamic asupra corpurilor externe.
Lăsați sistemul să treacă de la stat la altul. Deoarece lucrarea nu este o funcție a stării sistemului, munca efectuată de sistem în acest proces va depinde de calea prin care va fi realizată această tranziție.
Să stabilim obiectivul pentru a determina munca maximă pe care sistemul o poate realiza în acest caz.
Se poate demonstra că această muncă maximă este egală cu scăderea energiei gratuite Helmholtz:
- . Aici, indicele f înseamnă că cantitatea în cauză este operarea completă a sistemului în procesul dat (vezi mai jos).
În aplicații, "energie liberă" este uneori numită nu energia liberă a lui Helmholtz, ci energia lui Gibbs. Acest lucru se datorează faptului că energia Gibbs este, de asemenea, o măsură a muncii maxime, dar în acest caz este luată în considerare numai munca pe corpuri externe, excluzând mediul:
- . unde este energia Gibbs.
Energia liberă Gibbs (.. Sau doar energia Gibbs sau Gibbs potențial, sau potențial termodinamic în sens restrâns) - o valoare care indică schimbarea de energie într-o reacție chimică, dând astfel un răspuns la problema posibilității fundamentală a unei reacții chimice; acesta este potențialul termodinamic al următoarei forme:
Energia Gibbs poate fi înțeleasă ca energia chimică totală a sistemului (cristal, lichid etc.)
Conceptul de energie Gibbs este utilizat pe scară largă în termodinamică și chimie.
Spontan proces izobară-izotermă scurgere este determinată de doi factori: entalpie asociată cu o scădere a entalpie a sistemului (# 916; H), entropie și T S, cauzată de o creștere a tulburării din sistem datorită creșterii entropiei sale. Diferența dintre acești factori termodinamici este o funcție a stării sistemului, numită potențialul izobaric-izotermic sau energia liberă Gibbs (G, kJ)
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: