Химическая термодинамика в курсе неорганической химии. Гончаров Е.Г - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

14
Рис. 7.
В 1862 году в докладе на Цюрихском обществе естествоиспытателей
Р.Клаузиус ввел новую термодинамическую функцию – энтропию, опре-
деляющую направление самопроизвольных процессов в системах с посто-
янной энергией (изолированных системах). При самопроизвольных про-
цессах в таких системах энтропия может только возрастать, достигая мак-
симального значения при установлении равновесия. Клаузиус также оце
-
нил изменение энтропии при протекании какого-нибудь процесса: измене-
ние энтропии при этом (ΔS) равно тепловому эффекту реакции, деленному
на температуру, при которой происходит процесс, т.е. ΔS=Q/T. Например,
чтобы рассчитать изменение энтропии при плавлении какого-либо вещест-
ва (ΔS
пл.
), нужно теплоту плавления (Q
пл.
) разделить на температуру плав-
ления (Т
пл.
). Так, плавление 1моль (18 г.) льда требует затраты теплоты
Q
пл
=6,02 кДж/моль, а Т
пл.
=273 К.
Тогда
ΔS
пл.
=6020 Дж/моль/273К=22,05 Дж/(моль⋅К),
т.е. энтропия воды больше энтропии льда, т.к. ΔS положительно (энтропия
увеличивается при плавлении).
Каков же физический смысл энтропии – слова, образованного от гре-
ческого entropia, что означает превращение. Ответ на это дал австрийский
физик Л.Больцман, которому принадлежит статистическое толкование
второго закона термодинамики, а
следовательно, и энтропии (1877г). Дело
в том, что при объединении большого числа частиц (″коллектива″ порядка
H
1
H
H
2
ΔH
1
ΔH
2
ΔH
С + O
2
СO
2
СO 
           H

                             С + O2
          H1
                                         ΔH1    СO
                     ΔH

                                         ΔH2
                           СO2
           H2
                              Рис. 7.

      В 1862 году в докладе на Цюрихском обществе естествоиспытателей
Р.Клаузиус ввел новую термодинамическую функцию – энтропию, опре-
деляющую направление самопроизвольных процессов в системах с посто-
янной энергией (изолированных системах). При самопроизвольных про-
цессах в таких системах энтропия может только возрастать, достигая мак-
симального значения при установлении равновесия. Клаузиус также оце-
нил изменение энтропии при протекании какого-нибудь процесса: измене-
ние энтропии при этом (ΔS) равно тепловому эффекту реакции, деленному
на температуру, при которой происходит процесс, т.е. ΔS=Q/T. Например,
чтобы рассчитать изменение энтропии при плавлении какого-либо вещест-
ва (ΔSпл.), нужно теплоту плавления (Qпл.) разделить на температуру плав-
ления (Тпл.). Так, плавление 1моль (18 г.) льда требует затраты теплоты
Qпл=6,02 кДж/моль, а Тпл.=273 К.
Тогда

                ΔSпл.=6020 Дж/моль/273К=22,05 Дж/(моль⋅К),

т.е. энтропия воды больше энтропии льда, т.к. ΔS положительно (энтропия
увеличивается при плавлении).
       Каков же физический смысл энтропии – слова, образованного от гре-
ческого entropia, что означает превращение. Ответ на это дал австрийский
физик Л.Больцман, которому принадлежит статистическое толкование
второго закона термодинамики, а следовательно, и энтропии (1877г). Дело
в том, что при объединении большого числа частиц (″коллектива″ порядка
                                    14

Страницы