ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
58
4. СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ
4.1. Свободная энергия – критерий направленности процессов
В предыдущих разделах, пытаясь разобраться с критериями направлен-
ности процессов, мы пришли к выводу, что в нашем мире, в котором мы жи-
вем, проявляются две тенденции, обуславливающие протекание процессов.
Одна из них связана со взаимодействием частиц между собой и стремя-
щаяся к объединению их в нечто единое целое структурно. Следствием этой
тенденции является уменьшение энергосодержания системы, что и отражает
принцип Бертло-Томсена: протекают самопроизвольно те процессы, реак-
ции, в которых система понижает свою энергию. Критерием этой категории
реакций при постоянном давлении служит изменение энтальпии реакции
∆Н
.
Если изменение энтальпии в реакции
∆Н < 0 (экзотермические реакции), то
процесс протекать будет самопроизвольно, если изменение энтальпии реак-
ции величина положительная
∆Н > 0
(эндотермические реакции), то самопро-
извольно их течение исключено.
Другая, противоположная тенденция, связана с разделением веществ на
составляющие его частицы, беспорядочное расположение их с более равно-
мерным распределением по всему объему системы, что является следствием
тепловых свойств. Критерием направленности этих процессов является изме-
нение энтропии
∆S.
Если изменение энтропии величина положительная
∆S
>
0, то процессы самопроизвольно протекают в сторону более вероятного со-
стояния системы, характеризуемого бóльшим беспорядком. Если же измене-
ние энтропии величина отрицательная
∆S
< 0, то самопроизвольно такие про-
цессы в изолированной системе не идут.
В большинстве же процессов одновременно происходят изменения и эн-
тальпии, и энтропии. Следовательно, должна быть функция, которая объеди-
няла бы оба эти критерия.
Приведенное ранее уравнение (2.3.17)
∆Н = T ·∆ S
устанавливает тот факт, что обе тенденции одинаковы, т.е. энтальпийный
∆Н
и энтропийный T·∆S
. факторы компенсируют друг друга. Уравнение является
условием равновесия прямой и обратной реакции (процесса), т.е. количество
энергии, выделившееся в результате процесса при постоянном давлении,
полностью расходуется (утилизируется) обратимо на тепловое движение час-
тиц системы. В этом случае говорят, система находится в равновесии.
Например, при испарении кипящей воды происходит увеличение энер-
госодержания пара (энтропийный фактор), которое возвращается при его
конденсации (энтальпийный фактор). При их равенстве мы имеем состояние
равновесия между кипящей водой при 100
0
С и насыщенным водяным паром
при давлении водяных паров равных 101325 Па.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- …
- следующая ›
- последняя »
