Химическая термодинамика в курсе неорганической химии. Гончаров Е.Г - 18 стр.

UptoLike

18
процессы будут самопроизвольно протекать в сторону увеличения беспо-
рядка (энтропии). Если же в системе возможен энергообмен с окружающей
средой, при отсутствии массообмена (закрытые системы), то при протека-
нии химических реакций одновременно может изменяться энергетический
запас (ΔH, ΔU) и степень беспорядка (ΔS). В этом случае процесс будет
протекать в направлении, определяемом, с
одной стороны,
стремлением системы
снизить свой энергетиче-
ский запас (ΔH<0) и пе-
рейти в более упорядо-
ченное состояние, а с дру-
гойувеличить степень
неупорядоченности
(ΔS>0). Баланс этих двух
противоположных тен-
денций определяет дви-
жущую силу процесса в
форме уравнения Гиб-
бса: ΔG=ΔH-TΔS. Тогда
направление самопроиз-
вольной химической
ре-
акции будет определяться
уменьшением движущей
силысвободной энер-
гии Гиббса, т.е. критерием
направления процесса яв-
ляется неравенство ΔG<0.
Здесь уместно провести гидростатическую модель движущей силы
системы (рис.9). Работа, которую способна выполнить вода в резервуарах с
разными уровнями, зависит от гидростатического давления, которое, в
свою очередь, определяется разностью уровней
Δh воды в резервуарах. По
мере совершения работы водой с помощью турбины уровни в обоих резер-
вуарах сближаются и движущая сила процесса падает. При полном вырав-
нивании высоты столбов воды движущая сила системы становится равной
нулю и процесс прекращается.
Рис. 9.
т
ур
бина
Δh = 0
Δh >> 0
процессы будут самопроизвольно протекать в сторону увеличения беспо-
рядка (энтропии). Если же в системе возможен энергообмен с окружающей
средой, при отсутствии массообмена (закрытые системы), то при протека-
нии химических реакций одновременно может изменяться энергетический
запас (ΔH, ΔU) и степень беспорядка (ΔS). В этом случае процесс будет
протекать в направлении, определяемом, с одной стороны,
                                               стремлением        системы
                                               снизить свой энергетиче-
                                               ский запас (ΔH<0) и пе-
                                               рейти в более упорядо-
                                               ченное состояние, а с дру-
                   Δh >> 0                     гой – увеличить степень
                                               неупорядоченности
                                               (ΔS>0). Баланс этих двух
                                               противоположных        тен-
                                               денций определяет дви-
                   турбина




                                               жущую силу процесса в
                               Δh = 0          форме уравнения Гиб-
                                               бса: ΔG=ΔH-TΔS. Тогда
                                               направление самопроиз-
                                               вольной химической ре-
                                               акции будет определяться
                                               уменьшением движущей
                                               силы – свободной энер-
                    Рис. 9.                    гии Гиббса, т.е. критерием
                                               направления процесса яв-
                                               ляется неравенство ΔG<0.
      Здесь уместно провести гидростатическую модель движущей силы
системы (рис.9). Работа, которую способна выполнить вода в резервуарах с
разными уровнями, зависит от гидростатического давления, которое, в
свою очередь, определяется разностью уровней Δh воды в резервуарах. По
мере совершения работы водой с помощью турбины уровни в обоих резер-
вуарах сближаются и движущая сила процесса падает. При полном вырав-
нивании высоты столбов воды движущая сила системы становится равной
нулю и процесс прекращается.
                                    18