Химическая термодинамика. Лямина Г.В - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

43
Термодинамическая интерпретация энтропии
Если рассматривать систему в целом, то в обратимом
процессе, протекающем при постоянной температуре, из-
менение энтропии будет равно:
ΔS = Q
обр
/ T. (4.1)
Для необратимого процесса это равенство превращается в
неравенство:
ΔS > Q
необр
/ T . (4.2)
Поскольку энтропия является функцией состояния, то
ее изменение не зависит от пути перехода системы из одного
состояния в другое, а определяется только значениями энтро-
пии для системы в исходном и конечном состояниях. Едини-
ца измерения энтропии – Дж/моль·К.
Существует много формулировок второго начала тер-
модинамики. Приведем одну из них. В изолированной систе-
ме самопроизвольно протекают только те процессы, кот
о-
рые сопровождаются увеличением энтропии.
В самопроизвольном процессе ΔS > 0, т.е. энтропия воз-
растает; в равновесном процессе ΔS = 0, т.е. энтропия достиг-
ла своего максимального значения; в несамопроизвольном
процессе ΔS < 0, энтропия убывает, и самопроизвольно мо-
жет протекать только обратный процесс.
Изменение энтропии в сло
жном процессе равно сумме
изменений энтропии на отдельных стадиях процесса. Абсо-
лютное значение энтропии какого-либо вещества при любой
температуре можно рассчитать, если известна абсолютная
величина энтропии S
1
при какой-либо одной температуре:
S
2
= S
1
+ S.
Значение S
1
обычно находят из справочных таблиц
при 25 ºС и стандартном давлении 1 атм. Изменение энтро-
пии вычисляют по следующим уравнениям:
1. В случае изотермического процесса для идеального
44
газа изменение внутренней энергии равно нулю:
Q
обр
= –A
расшир
,
(4.3)
2
1
d
расшир
V
V
VPА
.
(4.4)
Используя уравнение Менделеева – Клапейрона, получим:
2
1
1
2
расшир
ln
d
V
V
V
V
RT
V
V
RTА .
(4.5)
Скомбинировав выражения (4.1), (4.2) и (4.5), полу-
чим для изменения энтропии в изотермическом процессе
расширения одного моля идеального газа:
1
2
ln
V
V
RS Δ
.
(4.6)
2. Из определения С
р
можно получить зависимость
изменения энтропии от температуры:
T
T
С
SS
T
p
T
d
0
0
0
0
ΔΔ
(4.7)
или в частном случае, если C
Р
не зависит от температуры:
1
2
ln
T
T
CS
p
Δ .
(4.8)
Если зависимость от температуры описывается выражением
C
Р
= a + bT + cT
2
,
то

2
1
2
212
1
2
2
ln TT
c
TTb
T
T
aS Δ
.
3. Изменение энтропии при фазовом переходе рассчи-
тывается по формуле
T
H
S
0
Δ
Δ
,

Страницы