Термодинамиканинг иккинчи ва учинчи rонунлари. Энтропия. Термодинамик потенциаллар

Termodinamik potentsiallar.

(izoxor-izotermik va izobar-izotermik potentsiallar)

Izolirlangan sistema uchun bir jarayonning entropiyasini o’zgarishiga qarab reaktsiyani qaytar yoki qaytmas ekanligini aytish mumkin. Agar S (+) bo’lsa jarayon o’z-o’zidan sodir bo’ladi, S=0 bo’lsa qaytar bo’ladi. Bu kriteriya yopiq sistemalar uchun qo’llanilmaydi. SHuning uchun yana 2 ta termodinamik funktsiya kiritilgan. Bu Gibbsning va Gelmgoltsning erkin energiyasidir. YOki termodinamik potentsiallar izobar-izotermik, izoxor-izotermik potentsiallar deyiladi.

N - TS funktsiya G xarfi bilan belgilanib Gibbsning erkin energiyasi deyiladi. Bu qiymat G=H-TS izobar-izotermik yoki izobar potentsial deb xam ataladi. G - holat funktsiyasi bo’lgani uchun G o’zgarishi: G=H-TS-ST xolda bo’ladi.

T=const; T =0 bo’lgani uchun: G=H-TS xolda yoziladi. Qaytar jarayon uchun H-TS=0 Qaytmas jarayon uchun H-TS<0. Demak, G=0 bo’lsa qaytar jarayon; bo’lsa qaytmas jarayon. G=0 muvozanat belgisi. G<0 jarayonning qaytmaslik belgisi (kriteriyasi).

Agar jarayon doimiy xajm (V=const) va doimiy haroratda (T=const) sodir bo’lsa: Q=G’

G’-TS=0 (qaytar jarayon uchun)

H-TS<0 (qaytmas jarayon uchun)

G’-TS funktsiya xarfi bilan belgilanadi va Gelmgoltsning erkin energiyasi deb yuritiladi: G’=G’-TS

G’=0 bo’lishi qaytar jarayonlar uchun;

G’<0 bo’lishi qaytmas jarayonlar uchun;

G’=0 muvozanat belgisi; G’<0 qaytmaslik belgisi.

SHunday qilib, 1) G=0 xolda sistema dinamik muvozanatda bo’ladi. Masalan:

2. 
   G<0 xolda o’z-o’zidan reaktsiya chapdan o’ngga qarab sodir bo’ladi.
   
3. 
   G>0 bo’lsa, reaktsiya o’ngdan chapga qarab sodir bo’ladi.
   

Demak, G belgisiga qarab, tajriba qilmasdan reaktsiya yo’nalishini aytib berish mumkin. Buning uchun H, S va T qiymatlarini bilish kerak. CHunki tenglama G=H-TS.

Termodinamik potentsiallarga qarab oldindan reaktsiyaning ketish ketmasligini va yo’nalishini aytish mumkin. Ya’ni termodinamik potentsiallar ta’sir etuvchi moddalarning reaktsiyaga kirishish qobiliyatining mezonidir. Ularning belgisi esa reaktsiya yo’nalishini ko’rsatadi. Masalan, SO₂+1/2O₂=SO₃ reaktsiyasini taxlil qilsak, SO₂ ni hosil bo’lish issiqlik effekti H 29706,4J (71000 kal) yoki 29,7 kJ.

S - entropiya SO₂ uchun jadvaldan olinadi. 248,5 J/mol^. K

S - entropiya 1/2O₂ uchun jadvaldan olinadi. 102 J/mol^. K

S - entropiya SO₃ uchun jadvaldan olinadi. 256,06 J/mol^. K

Reaktsiya natijasidagi entropiya o’zgarishi -95 J/mol^. K

Termodinamikada H -reaktsiyaning issiqlik effekti;

Oddiy moddalarning entropiyasi nul emas. Ularni standart sharoitda o’lchanadi. Maxsus standart entropiya keltirilgan spravochniklar mavjud.

Gess qonuni bo’yicha reaktsiyaning issiqlik effekti hosil bo’lgan moddalarning hosil bo’lish issiqlik effektidan dastlabki moddalar issiqlik effektlarining ayirmasiga teng:

S=256,06-(248,5+102)=-94,44 J/mol^. K

TS=298 ^. (-94b44)=28143,12

G=N-TS=-23500-(-6760)=-16740 J/mol^. K

G ning manfiy qiymatga ega bo’lishi reaktsiyani chapdan o’ngga yo’nalishini ko’rsatadi.