• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Неможливий самочинний перехід тепла від більш холодного тіла до більш теплого

В хімічній термодинаміці для врахування теплового руху молекул впроваджується нова термодинамічна функція S – ентропія.Ентропія є мірою невпорядкованості системи. Формально ентропія впроваджується за формулою:

dS = dQ/T

де dQ – нескінченно маленька порція теплоти, Т – температура.

Розрахунок DS аналогіч­ний обчисленню DH за законом Гесса. Однак, слід мати на увазі, що для простих тіл S ¹ 0 (на відміну від DH°_f).

DS_r^° = (SnS^°)_прод – (SnS^°)_почат

де S^°–абсолютні стандартні ентропії речовин, n – стехіометричний коефіцієнт.

В ізольованій системі фактор енергії штучно відділено (DU = 0), тому напрямок процесу визначається лише ентропією.

В ізольованій системі самочинно можуть відбуватися тільки процеси зі збільшенням ентропії. Тобто умовою можливості протікання процесу в ізольованій системі є : DS ³ 0

Іншими словами, в ізольованій системі процеси відбуваються в бік збільшення безладу.

В замкненій системі напрямок процесу визначається двома факторами: енергетичним (DU або DH) і ентропійним (DS). Для врахування обох факторів введено нову термодинамічну функцію – енергію Гіббса (G):

G = Н – Т S

де Н – ентальпія, Т – температура, S – ентропія.

В замкненій системі самочинно можуть відбуватись процеси. для яких енергія Гіббса зменшується: DG < 0 (при р і Т = const).

Розрахунок DG аналогіч­ний до обчислення DH і DS:

D G _r° =(SnDG _f°)_прод – (SnDG_f°)_почат

де DG _f°–стандартні енергії Гіббса утворення речовин.

Приклад 12.

Визначити, чи можливе самочинне розкладàння нітрату амонію згідно з реакціями:

а) NH₄NO₃ = NH₃ + HNO₃ б) 4 NH₄NO₃ = 3N₂ + 2NO₂ + 8H₂O

Розв'язання.

Можливість або неможливість самочинного перебігу хімічної реакції визначається знаком величини зміни енергії Гіббса. Якщо DG°_r < 0, реакція принципово можлива, якщо DG°_r > 0 - неможлива.

а) D_rG°(а) = D_fG°(NH₃) + D_fG°(HNO₃) – D_fG°(NH₄NO₃) = –16,7 – 79,9 ––

(–183,9) = 87,3 кДж.

б) D_rG°(б) = 3D_fG°(N₂) + 2D_fG°(NO₂) + 8D_fG°(H₂O_(г)) – 4D_fG°(NH₄NO₃) =

= 3 ´ 0 +2 ´ 52,3 + 8 ´ (–228,6) – 4 ´ (–183,9) = –1068,6 кДж.

Відповідь: можливий самочинний перебіг реакції (б).

За допомогою енергій Гіббса можна зробити оцінку пожежонебезпечності речовин. Якщо DG° реакції речовини з киснем суттєво менша ніж нуль, то така речовина здатна до горіння.

Крім розрахунків за попередньою формулою, зміну енергії Гіббса можна розраховувати (при сталих Р і Т) за формулою:

D G =DH – ТD S

Перебігу процесів сприяють умови DH < 0, ТDS > 0

Запитання для самоконтролю

1. Які питання розглядає хімічна термодинаміка?

2. Які є форми передачі енергії?

3. Що таке внутрішня енергія та ентальпія?

4. Які умови прийняті за стандартні?

5. Які є види теплових ефектів?

6. Сформулюйте наслідок з закону Гесса, за допомогою якого разраховують теплові ефекти хімічних реакцій.

7. Що таке теплота утворення та теплота згоряння?

8. За допомогою яких термодинамічних функцій можна визначити можливість перебігу хімічної реакції? В яких випадках використовується кожна з них?

Читайте також:

1. I.1. Порядок збільшення розміру статутного капіталу АТ за рахунок додаткових внесків у разі закритого (приватного) розміщення акцій
2. II. Критерій найбільших лінійних деформацій
3. II.2. Збільшення розміру статутного капіталу АТ за рахунок спрямування прибутку до статутного капіталу
4. V Суттю Я-концепції стає самоактуалізація в межах моральних правил і більше значимих особистісних цінностей.
5. V. НАЙБІЛЬШ ВАЖЛИВІ ПОДІЇ І ДАТИ
6. Акцентуація характеру – перебільшений розвиток певних властивостей характеру на шкоду іншим, в результаті чого погіршуються відносини з оточуючими людьми.
7. Акціонерні товариства випускають облігації на суму не більше 25 % від розміру статутного капіталу і лише після повної оплати всіх випущених акцій.
8. Алгоритм знаходження найбільшого та найменшого
9. АТ – одна з найбільш зручних форм колективного підприємства в умовах ринкової економіки. Першим АТ вважають створену у 1602 році Голандсько –Ост - Індську компанію.
10. Ательє по пошиву одягу збільшує кількість робітників і обсяг випуску.
11. Більш детально про інвестиційну взаємодію в наступному Додатку до цієї Лекції.
12. Більш зручна, вона може застосовуватись для робіт з невеликими

Переглядів: 685