定义熵
- 的熵(年代)给定系统中粒子的可能排列数及其能量
- 换言之,这是一种衡量方法混乱的一个系统是
- 当系统变成更加混乱,它的熵会增加
- 熵的增加意味着系统变得精力更加稳定
- 例如,在碳酸钙(CaCO)热分解过程中3.)系统的熵增加:
可可3.(s)→ 曹(s)+公司2(g)
- 在这个分解反应中,一个气体分子(CO2)形成
- 公司2气体分子比固体反应物(CaCO)更无序3.),因为它在不停地移动
- 结果,这个系统变得更加混乱的还有一个增加在里面熵
- 另一个系统变得更加无序的典型例子是当固体融化
- 例如,融化冰形成液态水:
H2O(s)→ H2O(左)
- 冰中的水分子处于固定位置,只能围绕这些位置振动
- 在液体状态下,粒子仍然靠得很近,但排列更加随机,因为它们可以相互移动
- 因此,液态的水分子更多混乱的
- 因此,对于给定的物质熵增加当它的固体形式融化成液体时
- 在这两个示例中,具有较高的熵将精力充沛的最稳定的(当系统处于无序状态时,系统的能量更分散)
考试技巧
确保不要将系统与周围环境混淆!
该系统由在化学反应中发生反应的分子组成。
环境是其他一切,如溶剂,反应周围的空气,试管,等等。
熵变
- 所有元素都有正的标准摩尔熵值
- 不同状态物质的熵阶为:
气体>液体>固体
-
- 也有一些例外,例如碳酸钙(固体)的熵比汞(液体)的熵高
- 简单的物质原子数较少的情况下低熵比具有更多原子的复杂物质更重要
- 例如,氧化钙(CaO)的熵比碳酸钙(CaCO)小3.)
- 更努力物质有低熵比世界上更柔软的物质相同类型
- 例如,金刚石的熵比石墨小
状态变化
- 物质的熵在a过程中变化改变在里面状态
- 熵增加当一种物质融化时固体到液体)
- 提高固体的温度会使颗粒振动得更厉害
- 的有规律地排列的粒子点阵转变为不规则的粒子排列
- 这些粒子仍然彼此靠近,但现在可以旋转和滑动在液体中相互覆盖
- 因此,存在一个无序增加
- 熵增加当一种物质沸腾时液体到气体)
- 气体中的粒子现在可以自由移动,而且彼此之间距离很远
- 熵增加明显地因为粒子变得非常无序
- 同样,熵减少当一种物质浓缩(从气体到液体)或冻结(从液体到固体)
- 粒子聚集在一起,以更规则的方式排列
- 当粒子变得更加有序时,粒子移动的能力就会降低
- 能量的排列方式变少了,所以熵减少了
- 熵也是增加当固体是溶解在一种溶剂
- 固体颗粒在固体晶格中更加有序,因为它们只能轻微振动
- 当溶解形成稀溶液时,熵增加为:
- 粒子更分散
- 安排能量的方式越来越多
- 的结晶从溶液中提取盐的过程与减少在熵
- 粒子在溶液中分散,但变得更分散命令在固体
反应的熵变
- 气体具有比固体
- 那么,如果气体分子在反应发生变化时,熵也会发生变化
- 气体分子的数量越多,排列它们的方式就越多,因此熵也就越大
- 例如碳酸钙(CaCO)的分解3.)
可可3.(s)→ 曹(s)+公司2(g)
-
- 公司2气体分子比固体反应物(CaCO)更无序3.)因为它可以自由移动,而CaCO中的颗粒3.是否处于只能轻微振动的固定位置
- 因此,这个体系变得更加混乱的还有一个增加在里面熵
- 类似地,气体分子数量的减少导致熵的减少,使系统变得更少积极稳定的
- 例如,在哈伯过程中形成氨
N2(g) +3H2(g)⇋ 2NH3.(g)
-
- 在这种情况下,所有的反应物和生成物都是气体
- 在反应发生之前,有四个气体分子(1个氮分子和3个氢分子
- 反应发生后,现在只有两种气体分子(2个氨分子)
- 由于产品中的气体分子较少,因此在产品上安排系统能量的方法也较少
- 这一制度已经变得十分重要更有秩序引起熵的减少
- 反应物(N2和H2)是精力更加稳定比产品(NH3.)
- 当一个过程导致无序增加,该过程的熵变为积极的
- 同样,一个减少障碍意味着熵变是消极的