21: Ентропія і третій закон термодинаміки
- Page ID
- 26810
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 21.1: Ентропія збільшується з підвищенням температури
- Ентропія системи збільшується з температурою і може бути розрахована як функція температури, якщо ми знаємо теплоємність системи.
- 21.2:3-й закон термодинаміки ставить ентропію на абсолютну шкалу
- 3-й закон термодинаміки говорить, що досконала (100% чиста) кристалічна структура при абсолютному нулі (0 К) не матиме ентропії (\(S\)). Зауважте, що якби структура, про яку йдеться, не була повністю кристалічною, тоді, хоча вона мала б лише надзвичайно малий розлад (ентропія) у просторі, ми не могли точно сказати, що вона не має ентропії. Ми можемо поставити ентропію в абсолютному масштабі.
- 21.3: Ентропію фазового переходу можна обчислити з ентальпії фазового переходу
- Для загального фазового переходу при рівноважній і постійній температурі і тиску:\(\frac{\Delta_{trs}H}{T_{trs}}=\Delta_{trs}S\).
- 21.4: Функція Дебая використовується для розрахунку теплоємності при низьких температурах
- 3-й закон термодинаміки по суті дозволить нам якісно оцінити абсолютну амплітуду ентропій. Це говорить, що коли ми розглядаємо абсолютно ідеальну (100% чисту) кристалічну структуру, при абсолютному нулі (0 Кельвінів), вона не матиме ентропії (S). Зауважте, що якби структура, про яку йдеться, не була повністю кристалічною, тоді, хоча вона мала б лише надзвичайно малий розлад (ентропія) у просторі, ми не могли точно сказати, що вона не має ентропії.
- 21.5: Практичні абсолютні ентропії можна визначити калориметрично
- Вимірюючи теплоємності і ентальпії переходів для речовини, практичну ентропію можна розрахувати для будь-якої температури.
- 21.6: Практичні абсолютні ентропії газів можна обчислити за функціями розділення
- Якщо функція розділення,\(Q\) відома для системи, можна обчислити практичну абсолютну ентропію системи.
- 21.7: Стандартні ентропії залежать від молекулярної маси та структури
- Ентропія пов'язана з кількістю мікростанів, які може займати колекція частинок. Оскільки як молекулярна маса, так і молекулярна структура частинок впливатимуть на кількість доступних мікростанів, вони також впливають на ентропію збору частинок. Загалом ентропія системи збільшується з молекулярною масою та кількістю атомів у молекулі.
- 21.8: Спектроскопічні ентропії іноді не погоджуються з калориметричними ентропіями
- Деякі речовини мають залишкову ентропію, яка виникає, коли існують численні конфігурації для структури речовини при нульовому Кельвіні.
- 21.9: Стандартні ентропії можуть бути використані для обчислення ентропійних змін хімічних реакцій
- Оскільки ентропія є функцією стану (незалежною від шляху), ми можемо обчислити зміни ентропії в хімічній реакції, взявши суму стандартних ентропій продуктів і віднімаючи суму стандартних ентропій реагентів.