Стандартная молярная энтропия

редактировать
Стандартное содержание энтропии одного моля вещества в стандартном состоянии

В химии стандартная молярная энтропия равна энтропия содержания одного моля чистого вещества при стандартном состоянии (не стандартной температуре и давлении ).

Стандартная молярная энтропия обычно обозначается символом S ° и имеет единицы измерения джоулей на моль кельвин (Дж⋅моль⋅К). В отличие от стандартных энтальпий образования, значение S ° является абсолютным. То есть элемент в своем стандартном состоянии имеет определенное ненулевое значение S при комнатной температуре. Энтропия чистой кристаллической структуры может составлять 0 Дж · моль · К только при 0 К, согласно третьему закону термодинамики. Однако это предполагает, что материал образует «идеальный кристалл » без какой-либо замороженной энтропии (кристаллографические дефекты, дислокации ), что никогда не является полностью верным, поскольку кристаллы всегда растут при конечной температуре. Однако этой остаточной энтропией часто можно пренебречь.

Содержание
  • 1 Термодинамика
  • 2 Химия
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки
Термодинамика

Если моль вещества были при 0 K, а затем нагреты окружающей средой до 298 K, его общая молярная энтропия будет складываться из всех N отдельных вкладов:

S ∘ = ∑ k = 1 N Δ S k = ∫ T 1 ≈ 0 T 2 d S d T d T знак равно ∑ К знак равно 1 N d Q К T = ∫ T 1 ≈ 0 T 2 C pk T d T {\ displaystyle S ^ {\ circ} = \ sum _ {k = 1} ^ {N} \ Delta S_ {k} = \ int _ {T_ {1} \ приблизительно 0} ^ {T_ {2}} {\ frac {dS} {dT}} dT = \ sum _ {k = 1} ^ {N} {\ frac {dQ_ {k}} {T}} = \ int _ {T_ {1} \ приблизительно 0} ^ {T_ {2}} {\ frac {C_ {p_ {k}}} {T }} dT}{\ displaystyle S ^ {\ circ} = \ sum _ {k = 1} ^ {N} \ Delta S_ {k} = \ int _ {T_ {1} \ приблизительно 0} ^ {T_ {2}} {\ frac {dS} {dT}} dT = \ sum _ {k = 1} ^ {N} {\ frac {dQ_ {k}} {T}} = \ int _ {T_ {1} \ приблизительно 0} ^ {T_ {2}} {\ frac {C_ {p_ {k}} } {T}} dT}

В этом примере T 2 = 298 K {\ displaystyle T_ {2} = 298K}{\ displaystyle T_ {2} = 298K} и C pk {\ displaystyle C_ {p_ {k} }}{\ displaystyle C_ {p_ {k}}} - удельная теплоемкость при постоянном давлении вещества в обратимом процессе k. Удельная теплоемкость не является постоянной во время эксперимента, потому что она изменяется в зависимости от температуры вещества (которая в данном случае увеличивается до 298 K). Следовательно, для определения полной молярной энтропии требуется таблица значений для C p k T {\ displaystyle {\ frac {C_ {p_ {k}}} {T}}}{\ displaystyle {\ frac {C_ {p_ {k}}} {T}}} . d Q k T {\ displaystyle {\ frac {dQ_ {k}} {T}}}{\ displaystyle {\ frac {dQ_ {k}} {T}}} представляет собой очень небольшой обмен тепловой энергией при температуре T. Полная молярная энтропия является суммой множество небольших изменений молярной энтропии, причем каждое небольшое изменение можно рассматривать как обратимый процесс.

Химия

Стандартная молярная энтропия газа при STP включает вклады от:

Изменения энтропии связаны с фазовыми переходами и химическими реакциями. В химических уравнениях используется стандартная молярная энтропия реагенты и продукты, чтобы найти стандартную энтропию реакции:

Δ S ∘ rxn = S продукты ∘ - S реагенты ∘ {\ displaystyle {\ Delta S ^ {\ circ}} _ {rxn} = S_ {продукты} ^ {\ circ} -S_ {реагенты} ^ {\ circ}}{ \ displaystyle {\ Delta S ^ {\ circ}} _ {rxn} = S_ {products} ^ {\ circ} -S_ {reactants} ^ {\ circ}}

Стандартная энтропия реакции помогает определять не будет ли реакция протекать спонтанно. Согласно второму закону термодинамики, спонтанная реакция всегда приводит к увеличению общей энтропии системы и ее окружения:

(Δ S total = Δ S система + Δ S окружение)>0 {\ displaystyle (\ Delta S_ {total} = \ Delta S_ {system} + \ Delta S_ {окружение})>0}{\displaystyle (\Delta S_{total}=\Delta S_{system}+\Delta S_{surroundings})>0}

Молярная энтропия не одинакова для всех газов. В одинаковых условиях она больше для более тяжелого газа.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-09 07:38:30
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте