4. Второе начало термодинамики. Энтропия

Суть 2 начала термодинамики, связана с установлением критериев самопроизвольного протекания того или иного термодинамического процесса в данных внешних условиях, а также установление условий термодинамического равновесия.

Это делается путем введения вспомогательной функции состояния системы – энтропии (S)

Если Н<0, то отражает стремление частиц к объединению. Другая движущая сила – стремление частиц к разъединению к хаотич.движению. При этом система переходит к менее упорядоченному состоянию, то есть в системе возростает беспорядок.

Энтропия – мера неупорядоченности системы.

2 начало постулирует, что существует важнейшее физ.свойство систем – энтропия, ее изменения в равновесном процессе = произведенной теплоте.

Энтропия – функция состояния, ее изменение определяется энтропией конечного и исходного состояния в системе и не зависит от пути перехода.

Энтропия – экстенсивное, аддитивное функциональное состояние, то есть ее величина не зависит от размеров системы и энтропия в целом, есть сумма энтропий, образующих ее подсистем.

Энтропия характеризует количество рассеянной энергии к 1 градусу.

W – число способов, которыми распределить молекулы по уровням доступной им энергии.

Энтропия зависит от: природы вещества (строение молекул, агрегатного состояния, полиморфной модификации и т.д.)

Увеличение числа атомов в молекуле и усложнение молекулы приводит е увеличению энтропии. В отличие от других параметров (Т, Р, V, H, V), которые измеряются экспериментально, S может быть вычислено только на основании равновесного процесса.

Зависимость энтропии от Т для изобарного процесса:

5. Третье начало термодинамики. Вычисление изменения энтропии в химических реакциях. Зависимость энтропии от температуры (в трех приближениях).

Энтропия в изотермических процессах при температуре, стремящейся к абсолютному 0, будет = 0.

Постулат Планта справедлив только для правильно образованных кристаллов:

Энтропия идеального кристалла индивидуального вещества при абсолютном 0, = 0.

Кристалл чистого вещества при давлении в 1 атм., Т=0К является наиболее упорядоченной структурой.

Зависимость энтропии от Т:

6. Самопроизвольные процессы. Равновесный процесс. Энергии Гиббса и Гельмгольца.

Самопроизвольный процесс протекает без повода энергии от внешнего источника. При \этом может быть получено положительная работа А>0. Для не самопроизвольного процесса работа А<0.

Все процессы в природе является самопроизвольным и протекают только в одном направлении, то есть является необратимыми.

Они ведут систему к состоянию равновесия (выравниваются Р, Т, С)

Равновесный процесс в любой момент времени можно заставить протекать в прямом и обратном направлении, изменяя какую-нибудь независимую переменную и бесконечно малую величину.

Часть внутренней энергии способно к превращению и получению работы, ученый Гельмгольц назвал «свободной энергией» - энергия Гельмгольца (F)

7. Изменение энергии Гиббса с температурой и давлением Вычисление энергии Гиббса химических реакций. Термодинамический анализ направлений хим.процессов. Зависимость энергии Гиббса от температуры (три приближения).

Зависимость от давления:

Зависимость от температуры:

Термодинамический анализ направлений хим.процессов: