Общая химия. Семинарские и практические занятия. Торосян В.Ф - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

52
где k – постоянная Больцмана, k = 1,38·10
-23
Дж/К;
A
R
k= ;
N
W – Термодинамическая вероятность.
Рассмотрим физический смысл величины W. Для этого необходимо
остановиться на таких понятиях, как макросостояние и микросостояние системы.
Макросостояние – характеристика всей системы в целом определяется
термодинамическими параметрами (Р, Т, V).
Микросостояние – характеристика свойств каждой отдельной частицы
вещества (ее положение в пространстве, масса, скорость и направление движения),
входящего в состав
системы.
При заданных внешних условиях макросостояние не меняется, поскольку
значения Р, Т, V остаются неизменными, однако частицы находятся в непрерывном
хаотическом движении. Поэтому данному макросостоянию будет отвечать большое
число различных микросостояний, которое называется термодинамической
вероятностью (W).
Отсюда вытекает физический смысл этой величины:
W – число микросостояний, соответствующих данному макросостоянию системы.
Величина W представляет собой
меру вероятности данного макросостояния:
чем больше значение W, тем вероятнее пребывание системы в данном состоянии.
Термодинамическая вероятность выражается целым положительным числом.
Согласно второму началу термодинамики и формуле Больцмана (*),
равновесные состояния, к которым в конечном итоге стремятся все естественные
самопроизвольные процессы в изолированных системах, являются состояниями
наиболее вероятными. Поэтому в состоянии равновесия
величины S и W достигают
своего максимального значения:
S = S
max
и W = W
max
.
Заметим, что согласно уравнению (2.26) энтропия не может принимать
отрицательные значения, т.е. ΔS ≥ 0. Для любого индивидуального
кристаллического вещества вблизи абсолютного нуля
(
)
0
→TK
энтропия равна
нулю (ΔS = 0). Это, в отличие от теплот образования соединений, позволяет
рассчитать абсолютные значения энтропии.
2.1.6. Вычисление изменения энтропии при разных процессах
Для процессов, совершающихся при постоянной температуре,
таких как плавление, испарение, сублимация и других фазовых
превращений, изменение энтропии вычисляется по уравнению:
H
S= .
T
Δ
Δ
(2.26)
Для вычисления изменения энтропии при химической реакции
используют следствие из закона Гесса (уравнение 2.2), применяемое для
расчета ΔН. Это возможно следствие того, что S, также как и Н,
является функцией состояния системы, поэтому:

Страницы