В термодинамична ентропията на S, често наричан просто ентропия в областта на химията и термодинамиката е функция на състоянието на термодинамична система.
Термодинамична определя ентропията IX ??
Концепцията за ентропия за първи път е въведена през 1865 г. от Рудолф Клаузиус. Той определи промяната в ентропията на термодинамична система по необратим процес, тъй като съотношението на промяната на общия брой на топлина # 916; Q стойности ?? д на абсолютната температура Т:
Рудолф Клаузиус показват стойности ?? д S''entropiya '' име, произлиза от гръцката дума # 964, # 961; oπ # 942; '' izmenenie '' (трансформация промяна, трансформация). Това уравнение се отнася до промяната на ентропията, без да се определя напълно себе си на ентропията.
Тази формула е приложима само за изотермичен метод (срещащи се при постоянна температура). Нейната обобщение на случая с произволна квази-статичен процес е както следва :. където DS - увеличение (диференциална) ентропия, и # 948; Q - безкрайно увеличение на количество топлина.
Обръща се внимание на факта, че разглеждания термодинамични определя ?? IX се прилага само за квази-статичен процеси (състоящи се от непрекъснато последователни равновесни състояния).
Тъй като ентропия е държавна функция, тя е на обща стойност диференциал в лявата ръка. Напротив, количеството топлина е функция на процеса, в който тази топлина е била прехвърлена в това отношение, # 948; Q не може да се смята за завършена, диференциал.
Ентропията, което съгласно горното, ?? ен определя до произволна константа добавка. Третият закон на термодинамиката за да се определи, че точно на граничната стойност на ентропията на температурата на равновесие на системата има тенденция да се приема абсолютната нула, за да бъде нула.
Статистическа определя ?? IX ентропията: принцип Болцман
През 1877 г., Лудвиг Болцман установено, че ентропията на системата може да се отнася до редица possible''mikrosostoyaniy '' (микроскопични държави), в съответствие с техните термодинамични свойства. Помислете, например, на идеалния газ в съда. ?? ЕХО microstate определя позициите и варива (точките за движение) на всяка система, представляваща атом. Изискванията за свързване ни кара да се разгледа само на microstate, които: (I) ?? бивш Sun порции местоположение изхвърлят в съда, (II), за да се получи общата енергия на газ Кин ?? eticheskie обобщи енергия атоми. Болцман постулира, че когато постоянно К = 1,38‣‣‣10-23 J / K, което днес познаваме като константа на Болцман, и # 937; е число microstate, които са възможни в съществуващата макроскопска състояние (случаен състояние по тегло). Този постулат, известен като принцип на Болцман, следва да се оценява като начало на статистическата механика, в който се описва термодинамична система, с помощта на статистическа поведението на техните компоненти. принцип Болцман отнася микроскопични свойства на системата (# 937) с един от неговите термодинамични свойства на (S).
Според определя ?? eniyu Болцман, ентропията е държавна функция. защото # 937; трябва да бъде само естествено число (1,2,3, ...), ентропията на Болцман трябва да е положителна - на базата на собственост на логаритъм.
16.Energiya Гибс система. Ориентация на химическите процеси. Gibbs енергия на образуване на материал. Изчисляването на Гибс енергията на реакция при стандартни условия и температури, отколкото стандарт.
Свободна енергия на Гибс (или просто на Гибс енергия или потенциален Гибс, или термодинамичен потенциал в тесен смисъл) - е стойност, показваща промяната в енергия в химическа реакция и по този начин дава отговор на основния възможността за химична реакция; е термодинамичен потенциал на формата: G = U + PV-ТС
Gibbs енергия може да се разбира като химическа енергия пълна система (кристал, течни и така нататък. D.) енергия концепция Гибс се използва широко в областта на химията и термодинамиката. Спонтанно изтичане изобарно-изотермично процес се определя от два фактора: енталпия, свързани с намаляване на енталпията на системата (# 916 Н), ентропия и T # 916; S, разстройство, причинено от увеличение на системата поради ръст на ентропията. Разликата от тези фактори е функция на термодинамична състояние на системата, наречена изобарен-изотермичен потенциал, или Гибс свободната енергия (G, кДж)
Gibbs енергия на реакцията и посоката на потока
Химичните процеси са едновременно две противоположни фактори - ентропия (T # 916; S) и енталпия (# 916; Н). Общият ефект от тези фактори в противоположни процеси, протичащи при постоянно налягане и температура, определя промяната в енергията Gibbs (G): От този израз, следва, че. т.е. neĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ количество топлина се консумира за увеличаване на ентропията (T # 916; S), тази част от енергията се губи за полезна работа, тя е често по-нататък, свързани с енергетиката. Друга част от топлината (# 916; G), за да се използва за извършване на работа във връзка с тази енергия е също често се нарича Гибс безплатно energiey.Harakter промяната на Гибс енергия за това дава представа за основните възможности на този процес. при # 916; G <0 процесс может протекать, при ΔG> 0, самият процес не може (с други думи, ако Гибс енергията в първоначалното състояние на системата е по-голяма от край, процесът може да продължи по принцип, ако напротив - тя не може). Ако същият # 916; G = 0, тогава системата е в състояние на химически ravnovesiya.Obratite внимание, че става дума само за основното възможност на реакцията. В реални условия, реакцията не може да започне, а когато неравенството # 916; G <0 (по кинетическим причинам).Существует полезное соотношение, связывающее изменение свободной энергии Гиббса в ходе химической реакции с её константой равновесия .
Най-общо казано, всяка реакция трябва да се разглежда като обратим (дори и на практика тя не е). Така равновесната константа се определя като където - напред постоянна скорост на реакцията - константа на скоростта на обратна реакция.
В затворена система, знакът на енергия промяната на Гибс е критерий за посоката спонтанен процес, когато провеждане на изобарни-изотермични условия: - когато гд = 0 (G = Gmin Gibbs енергия има минимална стойност.) Системата е в състояние на термодинамично равновесие; - когато гд <0 (Ga Gmin. энергия Гиббса убывает) процесс самопроизвольно протекает в прямом направлении, ᴛ.ᴇ. термодинамически возможен; - при dG> 0 (Ga Gmin, енергия се увеличава Гибс) само настъпва спонтанно обратния процес, директен процес е термодинамично невъзможно. Стандартната Gibbs енергията на химична реакция, при Т = 298К може да бъде изчислен по два начина: чрез използване на уравнението на Гибс-Хелмхолц: drGT0 NT0 = р - TdrST0 в ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ необходимо да се замени определена стойност Т, и стандартните Гибс енергиите на образуване на изходните материали и реакционните продукти dfG2980. Стандартната енталпия на реакционната р N2980 открие първия drN298O = Sn'i DFN "298i -Sni DFN 298 О и О или втория следствие право Hess drN298O = Sn'i PAGE" 298i -Sni PAGE O O 298 I и стандартната ентропията на реакцията drS298O = Sn "I" S 298 О -Sni S298 О. изчислението е изключително важно да се отбележи, че устройството за измерване е килоджаула енталпия и ентропията J \ К. Gibbs енергия е функция на състоянието на системата, поради което може да се изчисли като се използва таблични стойности на стандартни Гибс енергия на образуване на изходните материали и реакционните продукти drG298O = Sn'i DFG "298i -Sni DFG О и О 298 стандарт Gibbs енергия на образуване на вещества, наречени dfG298 О стандарт Gibbs енергия на реакцията образуване на 1 мол от Комбинираната ?? eniya прости вещества, присъстващи в термодинамично стабилни модификации, които се провеждат в стандартните термодинамични условия. При липса на референтни данни за dfG298 На всеки комплекс вещество тази стойност може да бъде изчислена чрез уравнение dfG298O = dfN298 О - 298 DF S 298 O където dfN298 О и DF S 298 О - стандартна енталпия и ентропията съответно, на реакцията на 1 мол комбиниран? ? eniya прости вещества, присъстващи в термодинамично стабилни състояния проведени при стандартни термодинамична usloviyah.Energiya Gibbs (G) - нарича изобарно топлинна безпотенциален част или при постоянно налягане. G е свързан с Н, S, T: G = Н-ТС. Ако реакцията се провежда при postoyann08schyh Р и Т, # 8710; G = # 8710 H-T # 8710; S. При постоянна температура и налягане him.reaktsii може спонтанно да потече само в посоката, в която Gibbs енергия на системата намалява. При ниски температури, спонтанен екзотермична реакция може да се проведе и при висока - rektsii придружено привличане ентропията.
Знак промяна F-II
Свързани статии