АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Энтропия. Классической термодинамикой рассматриваются системы, состоящие из множества структурных единиц (порядка постоянной Авогадро)

Читайте также:
  1. ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА. РАЗНОВИДНОСТИ СИСТЕМНЫХ СВЯЗЕЙ. ЭНТРОПИЯ
  2. Второе начало термодинамики. Энтропия
  3. Второй закон термодинамики. Энтропия
  4. Второй закон термодинамики. Энтропия. Закон возрастания энтропии. Теорема Нернста. Энтропия идеального газа.
  5. Если система, имеет n равновероятных состояний, то очевидно, что с увеличением числа состояний энтропия возрастает, но гораздо медленнее, чем число состояний.
  6. Измерение рассеивания энергии. Энтропия.
  7. Информационная энтропия
  8. ЛЕКЦИЯ 9. ЭНТРОПИЯ КАК ФУНКЦМИЯ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ
  9. Обозначение H(A) показывает, что энтропия относится к системе А.
  10. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Энтропия.
  11. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Энтропия.
  12. При любых процессах, протекающих в термодинамических изолированных системах, энтропия либо остается неизменной, либо увеличивается.

Классической термодинамикой рассматриваются системы, состоящие из множества структурных единиц (порядка постоянной Авогадро). Эти частицы находятся в состоянии непрерывного движения – совершают линейные движения, вращения, колебания, внутренние движения в частицах. Эти движения определяют все термодинамические функции и параметры систем. В термодинамике движения микрочастиц характеризуют специальной функцией –термодинамической вероятностью системы W(так как само движение частиц имеет вероятностный характер); говорят, что эта функция является характеристикой беспорядка системы.

Под беспорядком системы понимают количество различных возможных перемещений ее частей, не изменяющих состояние системы в целом, - термодинамическую вероятность W(число микросостояний, которые определяют данное макросостояние).Wсостояния системы, состоящей всего из 10 молекул газа, равно примерно 10000, а ведь только в 1 см3 газа содержится 2,7 1019 молекул (н.у.).

Величина W обычно огромна и неудобна для использования, поэтому в термодинамике обычно используют другую функцию:

S = R·lnW (Дж·моль -1К-1), уравнение Больцмана,

 

называемую энтропией (здесь R - универсальная газовая постоянная). Произведение DS·T - энергия, связанная с изменением беспорядка в системе - энтропийный фактор.

Энтропию веществ, как и их энтальпию образования, принято относить к стандартным условиям, при этом энтропию обозначают Sо298 и называют стандартной энтропией. Значения стандартных энтропий для некоторых веществ также приведены в таблице 4.1.

В отличие от других термодинамических функций можно определить не только изменение энтропии (DS), но и абсолютное значение энтропии (S).

Энтропия является функцией состояния системы, то есть ее изменение в различных процессах не зависит от пути. Изменение энтропии реакции можно находить как разность сумм продуктов и реагентов, аналогично энтальпии и внутренней энергии:

 

DSох.р.= å nпрод ·Sопрод - å nреагентов ·Sо реагентов . (4.4)

 

Например, для реакции Cграф + CO2 (г) = 2CO(г)

 

S o298 (Дж ·моль-1·К -1) 6 214 198

 

DSoреакции = 2So298 (CO) - So C (граф.) - So 298 (CO2) = 2.198 - 6 - 214 = 176 Дж/К.

 



Практически важны следующие качественные закономерности:

 

1. Наибольшую энтропию имеют газы, значительно меньшую - жидкие и твердые вещества (см. табл. 4.1). Поэтому если при реакции увеличивается количество газообразных веществ, то увеличивается и энтропия системы. Так, например, при прохождении реакции CaCO3(кр) = CaO (кр) + CO2 (г)

 

0 моль газа 1 моль газа

 

стандартная энтропия системы возрастает на 160 Дж/моль·К (∆S>0) .

2. Связь энтропии с агрегатным состоянием можно показать на следующем примере:

 

Вещество Br2 (ж) Br2 (г) I2 (к) I2 (г)

Sо (Дж/(моль·К) 152,3 245,3 116,7 260,6

 

3. Увеличение числа атомов в молекуле и усложнение молекулы приводит к увеличению энтропии. Например:

 

вещество О О2 О3

Sо (Дж/(моль·К) 161 205 238,8

 

Это связано с электронным строением: чем тяжелее структурная единица, тем больше в ее составе электронов и больше состояний, в которых она может находиться.

4. Энтропия часто возрастает при растворении твердого или жидкого вещества и уменьшается при растворении газа в жидкости:

 

 

Вещество NaClт NaClр CH3OHж CH3OHр
S o298 72,4 115,4 127,2 132,3

 

Увеличение энтропии связано с увеличением подвижности частиц и занимаемого ими объема, а уменьшение – с образованием новых связей и, следовательно, ограничением свободы перемещений.

Энтропия и термодинамическая вероятность системы – важнейшие понятия термодинамики, в них устанавливается связь между микро- и макро-состояниями системы. Поэтому неудивительно, что именно через эти понятия формулируется основной (второй) закон термодинамики: в изолированной системе самопроизвольно идут только те процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии(DS > 0).


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.006 сек.)