Расчет изменения энтропии в некоторых процессах

1. Фазовые переходы:

а) твердое тело – жидкость

б) Твердое тело – газ

в) Жидкость – газ

Согласно определению, , энтальпия (внутренняя энергия) этих процессов будет определяться изменением теплоемкостей. С другой стороны, согласно 2 закону термодинамики, изменение энтропии в ходе фазового перехода можно рассчитать:

Проводя процесс в изобарных условиях,

тепловой эффект в

фазовых переходах

Проводя процесс в изохорных условиях,

Большинство процессов протекает в неравновесных условиях. Однако, энтропия является функцией состояния, поэтому её изменение будет одинаково в обоих случаях и может быть рассчитана по приведенным формулам.

2. Нагревание в конденсированной системе.

W=0

а) Изобарное нагревание (p=const)

б) Изохорное нагревание (V=const)

аналогично

3. Нагревание газообразных систем (с учетом работы расширения)

а) Изобарное нагревание (p=const)

В данном случае необходимо воспользоваться объединенным уравнением I и II Закона Термодинамики без учета полезной работы:

б) Изохорное нагревание (V=const)

воспользоваться объединенным уравнением I и II Закона Термодинамики, записанным через энтальпию!

4. Смешение идеальных газов:

Каждый из двух смешивающихся газов имеет свои характеристики: n, Cp, V, T, P и т.д.

Из свойств энтропии следует, что она должна обладать свойствами аддитивности (складывания), поэтому общее изменение энтропии в системе будет равно сумме изменений отдельных её частей, с учетом их количеств!

Так как процесс смешения изобарный (P₁=P₂=P_общ), в то же время суммарный объем системы будет складываться из двух частей: V_общ=V₁+V₂

В это же время, итоговая температура смеси должна находиться между T₁ и Т₂.

Предположим, T₁ > Т₂. В этом случае первый газ будет остывать, и количество отданного тепла будет находиться, как . Одновременно с этим, второй газ будет нагреваться и количество теплоты, которое примет газ будет равно .

Так как первый газ нагревается от второго, . Тогда

Таким образом, можно вычислить температуру газа после смешения. Так как в результате смешения происходит в основном расширение газов и изменение его температуры, необходимо воспользоваться формулой для расчета изменения энтропии в процессе изобарного расширения:

С учетом изменения энтропии второго газа:

можно записать:

Лекция №4.

План лекции:

1. III Закон Термодинамики. Определение, математическая запись.

2. Расчет основных значений энтропии.

3. Применение III Закона Термодинамики к химическим реакциям.

4. Термодинамическое описание закрытых систем с постоянным составом.

термодинамические потенциалы.

5. Свойства термодинамических потенциалов.

Дата добавления: 2013-12-12