|
Бүгінгі сабақта:
|
кіндігін анықтау үшін энтальпия түсінігін
|
|
• энтропия жүйенің
|
қолдандық. Алайда жүйенің энтальпиясының
|
|
|
ретсіздік функциясы
|
өзгерісі кез келген химиялық реакцияның
|
|
екенін түсінеміз
|
өздігінен жүруін сипаттайтын жалғыз параметр
|
|
және анықтамалық
|
емес, өйткені көптеген эндотермиялық
|
|
деректерге сәйкес оны
|
процестер өздігінен жүре алады. Мұны кейбір
|
|
есептеуді үйренеміз
|
|
|
тұздардың (мысалы NH4NO3 немесе NaHCO3)
|
|
|
суда еріп, ерітіндінің суынуымен жүретін
|
|
|
|
|
|
Тірек ұғымдар
|
құбылыспен сипаттауға болады. Бөлшектердің
|
|
|
реттелген күйден ретсіз күйге өздігінен ауысу
|
|
|
|
|
|
• Энтропия
|
мүмкіндігін анықтайтын тағы бір фактор
|
|
|
• “Ретсіздік өлшемі”
|
ескерілуі тиіс. Мысалы, 51-суреттегі газға
|
|
|
|
толған ыдысты қарастырайық. Бұл жағдайда
|
|
|
энтропия түсінігі қолданылады.
|
|
|
Энтропия (S әрпімен белгіленеді) — (грек. еntropia — айналма, айналу) термодинамикалық жүйенің күй функциясы, S өзгерісі тепе-теңдік процесінде жылу мөлшерінің жүйеге берілетін немесе одан сыртқа шығатын термодинамикалық температураға (Т) қатынасына тең.
Энтропия түсінігі физика, химия, биология және ақпараттық теорияда кең қолданылады.
Энтропия (S) — жүйенің ретсіздігін сипаттайтын термодина микалық функция. Эндотермиялық процестердің жүру мүмкіндігі
энтропияның өзгерісіне тәуелді, жабық жүйеде өздігінен жүретін про цестің энтропиясы артады S > 0 (термодинамиканың екінші заңы).
Л. Больцман энтропияны жүйенің термодинамикалық ықти малдылығы (ретсіздік) W ретінде анықтады. Жүйедегі бөлшектердің саны көп болғандықтан (Авогадро саны NA = 6,02·1023), энтропия жүйенің термодинамикалық ықтималдық күйінің ондық логарифміне пропорционал болады және келесі формуламен өрнектеледі:
S = klgW,
мұндағы: k — пропорционалдық коэффициенті.
1 моль заттың энтропиясының өлшемі газ тұрақтысымен R сәй кес және Дж·моль–1 · K–1 тең. Қай тымды және қайтымсыз процестерде энтропияның өзгерісі мына қаты
наспен беріледі: S > TQ . Мысалы, балқу энтропиясының өзгерісі балқу
51-сурет. Газдың реттелген күйден неғұрлым ретсіз күйге ауысуы
-
52-сурет. Судың әртүрлі агрегаттық күйіндегі энтропия өзгерісі
∆H
жылуына (энтальпия) тең S балқу = Т балқу Химиялық реакция үшін
балқу
энтропияның өзгерісі энтальпия өзгерісіне ұқсас:
S°реакция = S°өнім. – S°баст.
Энтропия терминін 1865 ж. Клаузиус Q/T қатынасы ретінде енгізді. Идеалды дұрыс құрылымды кристалдың энтропиясы ең төменгі мәнге ие, яғни 0-ге тең. Температура жоғарылағанда молекулалар мен атомдар емін-еркін қозғала бастайды, яғни заттардың энтропиясы артады. Мысалы, егер қант кесегі стақандағы шайдың ішінде болса, оның энтропиялық күйі аз, егер еріп барлық көлемге таралса, энтро пиясы жоғары болады. Осыған ұқсас мысалды сумен де келтіруге
болады (52-сурет).
Температура неғұрлым жоғары болса, жүйенің ретсіздікке ұмтылуы соғұрлым көп болады. Жүйенің энтропиясының өзгерісінің темпе ратураға көбейтіндісі T S осы тенденцияны сандық бағалауға мүм кіндік береді және энтропиялық фактор деп аталады.
Термодинамиканың екінші заңы бойынша жабық жүйедегі өздігінен жүретін процестер міндетті түрде жүйедегі барлық энтропияның өсуімен жүзеге асады.
Энтропия температура артқанда, кристалды заттар сұйыққа, әсіресе сұйықтан газға айналғанда қатты өседі (53-сурет).
Химияда стандартты күйдің энтропиясын S° қолданады. Жай заттардың стандартты энтропиясы нөлге тең емес. Басқа термоди намикалық функциялардан кристалдық дененің энтропиясы абсолютті нөлде нөлге тең (Планк постулаты), себебі W = 1.
Заттардың немесе жүйенің энтропиясы белгілі температурада абсолютті шамаға ие. 29-кестеде кейбір заттардың стандартты энтро пиялары S° берілген.
136
|
|
|
|
29-кесте
|
|
Кейбір заттардың стандартты энтропиялары
|
|
|
|
|
|
Қосылыс
|
|
S°298,
|
Қосылыс
|
S°298,
|
|
(Дж·моль–1 · K–1)
|
(Дж·моль–1 · K–1)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C(қ)алмаз
|
|
2,37
|
NO(г)
|
210
|
|
|
|
|
|
C(қ)графит
|
|
5,74
|
NO2(г)
|
240
|
|
|
|
|
|
H2(г)
|
|
131
|
N2O5(г)
|
342
|
|
|
|
|
|
D2(г)
|
|
145
|
H2O(г)
|
189
|
|
|
|
|
|
O(г)
|
|
161
|
H2O(с)
|
70
|
|
|
|
|
|
O2(г)
|
|
205
|
D2O(с)
|
79
|
|
|
|
|
|
O2(с)
|
|
84
|
CH4(г)
|
186
|
|
|
|
|
|
O2(қ)
|
|
42
|
C2H6(г)
|
229
|
|
|
|
|
|
O3(г)
|
|
237
|
н-C4H10(г)
|
310
|
|
|
|
|
|
|
|
|
изо-C4H10(г)
|
294
|
|
|
|
|
|
43-кестеден энтропияның:
• заттың агрегаттық күйіне тәуелді екенін көруге болады. Қатты күйден сұйық күйге, әсіресе газ тәрізді күйге ауысқанда энтропия артады (су, мұз, бу);
•
|
изотоптық құрамына (H2O және D2O);
|
|
•
|
бір типті қосылыстардың молекулалық массасына (CH4, C2H6,
|
н-C4H10);
|
|
•
|
молекуланың құрылысына (н-C4H10, изо-C4H10);
|
• кристалдық құрылымына (аллотропия) алмаз, графит — тәуелді
|
екенін көруге болады.
|
|
|
Энтропия
|
Энтропия
|
|
азаяды
|
|
өседі
|
-
|
DS>0
|
|
|
DS>0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DS<0
|
|
|
DS<0
|
|
|
|
Қатты
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сұйықтық
|
Газ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Do'stlaringiz bilan baham: |
