Entropia- definicja
Entropia posrednio charakteryzuje strukturę układu ponieważ jest stopniem jego nieuporządkowania.
W temperaturze zera bezwzglednego ciała krystaliczne mają zerową entropie oznacza to, że są najbardziej uporzadkowane w miarę wzrostu temperatury rośnie entropia poniważ struktura krysztalu ulega zaburzeniu. Przemiany fazowe takie jak, topnienie czy parowanie powodują skokowy wzrost entropii.
Definicja ilościowa entropii:
\( \Delta S= \frac{Q}{T}\)
gdzie:
ΔS- zmiana entropii
Q-ciepło wymienione przez uklad z otoczeniem
T- temperatura przemiany
W procesach odwracalnych Q=T·ΔS, w procesach nieodwracalnych ciepło wymienione z otoczeniem jest mniejsze niż iloczyn entropi i temperatury Q<T·ΔS.
Czynnik entropowy decyduje czy reakcja może zachodzić samorzutnie.
Entalpia swobodna to kolejna funkcja określająca prawdopodobieństwo przebiegu określonej przemiany.
W procesie samorzutnym entropia (S) układu, czyli jego nieuporządkowanie rośnie, natomiast suma energii wewnetrznych układu i iloczyn ciśnienia i objetości czyli entalpia (H) maleje.
\(G=H-TS\)
gzdie:
G-potencjał termodynamiczny,entalpia swbodna
H-entalpia
T-temperatura
S-entropia
ΔG=ΔH-TΔS- określa możliwość zajścia przemiany, jeśli ΔG jest mniejsze od zera proces zachodzi samorzutnie dla ΔG=0 ustala się stan równowagi, natomiast przy ΔG wiekszym od zera mamy do czynienia z procesem niemożliwym do zajścia w danych wrunkach.
Entropia- zadanie
Analizując entropie i ciepło tworzenia określ prawdopowdobieństwo samorzutnego zajścia reakcji tworzenia HF
\( S^o_{HF}\)=173 kJ/mol·K
\(\Delta H^o_{HF\)=-92,3 kJ/mol
Aby poprawnie określić możliwość samorzutnego zajścia reakcji należy pamiętać, że samorzutne procesy w przyrodzie charakteryzują się wzrostem entropi (\( S^o_{HF}\)=173 kJ/mol·K- dodatnie) oraz obniżeniem energii układu (\(\Delta H^o_{HF\)=-92,3 kJ/mol- ujemne) ponieważ entropia wzrasta a ciepło tworzenia jest ujemne proces może zachodzić samorzutnie.