حساب التغير في الانتروبيا من حرارة التفاعل

يشير مصطلح "الكون" إلى الفوضى أو الفوضى في النظام. كلما زاد الانتروبيا ، زاد الاضطراب. غير قادر علي موجود في الفيزياء والكيمياء ، ولكن يمكن القول أيضًا أنه موجود في المنظمات أو المواقف البشرية. بشكل عام ، تميل الأنظمة نحو إنتروبيا أكبر ؛ في الواقع ، وفقا ل القانون الثاني للديناميكا الحرارية، لا يمكن للانتروبيا لنظام معزول أن ينخفض ​​تلقائيًا. توضح مشكلة المثال هذه كيفية حساب التغير في إنتروبيا محيط النظام بعد تفاعل كيميائي عند درجة حرارة وضغط ثابتين.

أولاً ، لاحظ أنك لا تحسب الإنتروبيا أبداً ، بل تغيرها في الأنتروبيا ΔS. هذا مقياس للاضطراب أو العشوائية في النظام. عندما تكون ΔS إيجابية فهذا يعني زيادة الإنتروبيا المحيطة. كان التفاعل طاردا للحرارة أو خارجيا (على افتراض أن الطاقة يمكن إطلاقها في أشكال إلى جانب الحرارة). عندما يتم إطلاق الحرارة ، تزيد الطاقة من حركة الذرات والجزيئات ، مما يؤدي إلى زيادة الاضطراب.

عندما تكون ΔS سلبية فهذا يعني أن انتروبيا المناطق المحيطة قد تقلصت أو أن المناطق المحيطة اكتسبت النظام. التغيير السلبي في الإنتروبيا يجذب الحرارة (ماص للحرارة) أو الطاقة (مسبب للألم) من المناطق المحيطة ، مما يقلل من العشوائية أو الفوضى.

نقطة مهمة يجب وضعها في الاعتبار هي أن قيم forS هي المناطق المحيطة! إنها مسألة وجهة نظر. إذا قمت بتغيير الماء السائل إلى بخار الماء ، فإن الإنتروبيا تزداد بالنسبة للمياه ، على الرغم من انخفاضها في المناطق المحيطة. إنه أكثر إرباكًا إذا كنت تفكر في رد فعل احتراق. من ناحية ، يبدو أن كسر الوقود إلى مكوناته سيزيد من الاضطراب ، ولكن التفاعل يشمل أيضًا الأكسجين ، الذي يشكل جزيئات أخرى.

احسب إنتروبيا المناطق المحيطة لما يلي رد فعلان.
أ.) ج₂ح₈(ز) + 5 سين₂(ز) ← 3 CO₂(ز) + 4 ساعات₂O (ز)
ΔH = -2045 كيلوجول
ب.) ح₂O (ل) ← ح₂O (ز)
ΔH = +44 كيلوجول
المحلول
التغيير في إنتروبيا المناطق المحيطة بعد تفاعل كيميائي عند ضغط ودرجة حرارة ثابتة يمكن التعبير عنها بالصيغة
ΔS_شرط = -ΔH / T
أين
ΔS_شرط هو التغيير في الكون من المحيط
-ΔH هي حرارة التفاعل
T = درجة الحرارة المطلقة في كلفن
رد فعل أ
ΔS_شرط = -ΔH / T
ΔS_شرط = - (- 2045 كيلو جول) / (25 + 273)
** تذكر أن تحويل درجة مئوية إلى K **
ΔS_شرط = 2045 كيلو جول / 298 كيلو
ΔS_شرط = 6.86 كيلوجول / ك أو 6860 جول / ك
لاحظ الزيادة في الإنتروبيا المحيطة حيث كان التفاعل طارد للحرارة. يشار إلى رد فعل طارد للحرارة بقيمة موجبة ΔS. وهذا يعني انطلاق الحرارة إلى المناطق المحيطة أو أن البيئة اكتسبت طاقة. رد الفعل هذا هو مثال على تفاعل الاحتراق. إذا أدركت هذا النوع من التفاعل ، يجب أن تتوقع دائمًا حدوث تفاعل طارد للحرارة وتغير إيجابي في الإنتروبيا.
رد فعل ب
ΔS_شرط = -ΔH / T
ΔS_شرط = - (+ 44 كيلوجول) / 298 كلفن
ΔS_شرط = -0.15 كيلوجول / ك أو -150 جول / ك
يحتاج هذا التفاعل إلى طاقة من المناطق المحيطة للمضي قدمًا وخفض انتروبيا المناطق المحيطة. تشير قيمة negativeS السلبية إلى حدوث تفاعل ماص للحرارة ، يمتص الحرارة من المناطق المحيطة.
إجابة:
كان التغير في الكون من محيط التفاعل 1 و 2 6860 J / K و -150 J / K على التوالي.