Рішення

Ентропія – одна з термодинамічих властивостей індивідуальних речовин. Її значення визначається природою речовини і температурою. Тому зміна ентропії при протіканні хімічної реакції також уявляє собою конкретну для заданої реакції і температури величину. Розраховувати можна різними методами. Ми скори-стуємося методом, заснованим на інтегруванні рівняння .

Якщо відома залежність теплоємності від температури і змінення ентропії реакції при 298 К, обчислюємо змінення ентропії реакції для будь-якої іншої температури по формулі:

(1)

Але в реакції приймають участь різні речовини і для кожної з них залежно від наявності модіфікаційних і агрегатних перетворень, залежність ентропії від температури може виражатися різними рівняннями. При наявності в інтервалі 298 – Т,К фазових перетворень кількість доданків в правой частині рівняння (1) стає більше двох, оскільки весь інтервал температур від 298 до Т необхідно розбити на декілька більш коротких, у кожному з яких враховуються ті значення властивостей, які належать речовинам в цих інтервалах. Таким чином, при наявності одного перетворення, що відбувається з якоюсь речовиною в інтервалі температур 298-Т, рівняння набуває вигляду:

Оскільки теплоємність у кожної речовини залежить від температури таким чином , то і знаходять для кожного температурного інтервала з урахуванням тих значень , які кожна з речовин має в заданому інтервалі:

де

Подінтегральні вирази в рівнянні в загальному випадку обчислюються таким чином::

знаходимо по закону Гесса, як різницю абсолютних ентропій утворення речовин-продуктів і речовин, що вступають до реакції.

Значення ентропії перетворення знаходимо так:

ПРИКЛАД. Розглянемо метод вирішення завдання на прикладі реакції:

C + O₂ = CO₂ Т=1400 К

Термодинамічні властивості речовин наведено в таблиці 1.

Із табличних даних видно, що всі речовини у вказаному інтервалі температур не змінюють свого агрегатного стану. Внаслідок цього розрахунок будемо вести в інтервалі 298…1400 K по формулі (1).

(1)

Розрахуємо :

Таблиця 1 – Термодинамічні властивості речовин

Вещество	Фаза
С	тв.	-	5,70	17,17	4,27	-8,79	-	-
CO2	газ	393,78	213,78	44,14	9,04	-8,53	-	-
O2	газ	-	205,16	34,62	1,08	-7,86	-	-

Скориставшись відомостями про температурні коефіцієнти рівняння теплоємності, виконаємо чисельний розрахунок в інтервалі 298-1400К:

Таким чином, рівняння залежності теплоємності від температури набуває виду:

Подставимо отримане рівняння і значення в рівняння (1) і обчислимо значення :

Проведені розрахунки показують, що при підвищенні температури з 298 до 1400 К величина ентропії реакції окислення вуглецю змінилась на 3,41 Дж/моль^.К по абсолютній величині.

Знайдемо відносну зміну ентропії реакції (у %):