Энтропия

Пример 1. В каком из следующих процессов следует ожидать наибольшего и наименьшего изменения энтропии:

1) H₂ (г) + 0,5O₂ (г) = H₂O (ж);

2) H₂ (г) + 0,5 O₂ (г) = H₂O (г);

3) C₂H₆ (г) + 3,5O₂ (г) = 2 CO₂ (г) + 3 H₂O (г);

4) KClO₃ (к) = KCl (к) + 1,5 O₂ (г).

Решение. Знак и величину DS процесса можно оценить, не производя вычислений, если вспомнить, что энтропия газа существенно больше энтропии жидкости и тем более – кристаллического вещества. Поэтому, определяя, насколько число молей газообразных веществ в правой части уравнения больше числа молей газообразных веществ в левой части уравнения, приходим к выводу, что наибольшая положительная энтропия характеризует четвертый процесс. Энтропии первого и второго процессов отрицательны, наибольшая отрицательная энтропия соответствует первому процессу.

Пример 2. Пользуясь справочными данными, определить стандартную энтропию образования K₂Cr₂O₇ (к).

Решение. Искомая величина – это DS^о следующего процесса:

2K (к) + 2Cr (к) + 3,5 O₂ (г) = K₂Cr₂O₇ (к).

Эта величина может быть найдена на основе соотношения (1.18):

DS⁰ = S⁰ K₂Cr₂O₇ (к) – 2S⁰ K (к) – 2S⁰ Cr (к) – 3,5S⁰ 0₂ (г) =
= 291 – 2×64,48 – 2×23,6 – 3,5×205,0 = – 603,1 Дж/К.

Пример З. Пользуясь справочными данными, определить возможность самопроизвольного протекания при 298,15 К следующих процессов в изолированных системах:

1) KClO₃ (к) = KCl (к) +1,5 O₂ (г);

2) N₂ (г) + 2H₂ (г) + Cl₂ (г) = NH₄Cl (к).

Решение. Для изолированных систем критерием самопроизвольного течения процесса является положительное значение энтропии. Поэтому, пользуясь справочными данными, вычисляем для указанных процессов

= S⁰ KCl (к) + 1,5S⁰ O₂ (г) – S⁰ KClO₃ (к) =
= 82,6 + 1,5×205,0 – 143,0 = 247,1 кДж/К;

= S⁰ NH₄Cl (к) – 0,5S⁰ N₂ (г) – 2S⁰ H₂ (г) – 0,5S⁰ Cl₂ (г) =
= 95,8 – 0,5×191,5 – 2×130,5 – 0,5×223,0 = – 372,5 Дж/К.

В результате делаем вывод, что в изолированной системе первый процесс разрешен в самопроизвольном течении, а второй - запрещен.

Дата добавления: 2014-01-04