A termodinamika második törvénye
A termodinamika második törvénye - a fizikai elv szab azon az irányt a hőátadás folyamatában szervek között.
A termodinamika második törvénye egy posztulátum, nem bizonyult keretében a termodinamika. Ebből jött létre alapján általánosítása tapasztalati tények, és kapott számos kísérleti megerősítő.
Számos egyenértékű készítmények a termodinamika második törvénye:
Clausius posztulátum „Nem lehet végrehajtani az egyetlen eredménye az lenne a hőátadás a hidegebb a melegebb test” (ezt a folyamatot nevezik Clausius folyamat).
Postulate Thomson „Lehetetlen ciklikus folyamat, az egyetlen eredmény ami a termelés a munka a hűtés a hőtároló” (a folyamatot nevezzük Thomson folyamat).
A egyenértékűségét a készítmények könnyen látható. Tény, hogy tegyük fel, hogy a tétel Clausius helytelen, vagyis van egy folyamat, az egyetlen eredmény az lenne a hőátadás a hidegebb melegebb test. Akkor vessen két test különböző hőmérsékleteken (fűtő és hűtőszekrény), és felhívni néhány ciklusban a hőerőgép figyelembe hőt fűtő Q1, Q2, amely a hűtőszekrény és a munka befejezése A = Q1. Q2. Akkor használjuk a Clausius folyamatot, és visszatérhet a hőt a kályha Q2 hűtőszekrényben. Az eredmény az, hogy elkötelezettek vagyunk, hogy csak az elválasztás a hőt a fűtés, azaz Thomson posztulátum szintén helytelen.
Másrészt, azt feltételezik, hogy a rossz posztulátum Thomson. Akkor hogy néhány, a hő egy hidegebb test, és kapcsolja be a mechanikai munkát. Ez a munka lehet hővé, például a súrlódás révén, fűtés meleg test. Tehát, a hűtlenség hűtlenség feltételeznünk Thomson kell feltételeznünk Clausius.
Így, posztulálja egyenértékű Clausius és a Thomson.
Másik készítmény a termodinamika második törvénye alapján a fogalom entrópia:
„Entrópiája izolált rendszer nem tudja csökkenteni” (a törvény nem csökkenő entrópia).
Ez a megfogalmazás alapján az entrópia fogalmának a függvényében az állam a rendszer, amit szintén figyelembe kell feltételezték.
Az állami és a maximális entrópia makroszkopikus visszafordíthatatlan folyamatokat (a hőátadás folyamat mindig visszafordíthatatlan miatt Clausius feltételeznünk) lehetetlen.
A termodinamikai entrópia az S, gyakran egyszerűen nevezik entrópia a kémiában és a termodinamika függvénye állapotának termodinamikai rendszer; azt feltételezték, hogy létezik a termodinamika második törvénye.
A termodinamikai definíciója entrópia:
A koncepció az entrópia volt először 1865-ben Rudolf Clausius. Ő meghatározott változása az entrópia termodinamikai rendszer egy reverzibilis folyamat, mint az arány a változás a teljes Q hőmennyiség a értéke az abszolút hőmérséklet T ?:
Rudolf Clausius adta a S érték neve „entrópia”, görög eredetű szó. o. "Change" (változás átalakulás, transzformáció). Ez az egyenlet vonatkozik a változás az entrópia, meghatározása nélkül teljesen entrópia is.
Ez a képlet csak akkor alkalmazható izotermális eljárást (előforduló állandó hőmérsékleten). A általánosítás esetében tetszőleges kvázi-statikus folyamata a következő:
ahol ds - növekmény (eltérés) entrópia, és Q -? infinitezimális növekménye hőmennyiség.
Gibbs (izobár izotermikusnak potenciál). Sok esetben, a spontán folyamatok (folyamatok nélkül energiát szolgáltató egy külső forrásból) természetesen előforduló jelenlétében potenciális különbség, például egy elektromos potenciálkülönbség, okozza a töltésátviteli, és egy gravitációs potenciális különbség - a test esik. Ezek a folyamatok megszüntetésére, amikor eléri a minimális kapacitást. A hajtóerő a kémiai folyamatok előforduló állandó nyomáson és hőmérsékleten van izobár-izoterm potenciális, jelenleg az úgynevezett Gibbs energia és jelöljük G. Gibbs energia változás a kémiai folyamat viszonya határozza meg
# 916; G = # 916; H -T # 916; S,
ahol # 916; G - Gibbs energia változás a kémiai folyamat; # 916, H: - a változás entalpiája kémiai eljárással; # 916; S - a változás az entrópiában egy kémiai folyamat; T - a hőmérséklet Kelvin.
Az egyenlet (2,16) lehet az alábbi képlettel ábrázolható: # 916; H = # 916; G + T # 916; S. (2,17)
A jelentése egyenlet (2.17) az a része, a termikus hatás a reakciót fordított pontozási művelet (# 916; G), és részben disszipálódik a környezetbe (T # 916; S).
Gibbs energia alapvető követelménye esetleges spontán reakció. Ha a Gibbs energia csökken a reakció során, a folyamat folytatásának ilyen körülmények között spontán # 916; G <0. Процесс в данных условиях неосуществим, если ΔG> 0. reakció megfordítható, azaz a folyhat be az előre és hátra irányban, ha # 916; G = 0 (termodinamikai állapota kémiai egyensúly).
Ezek az arányok is alkalmazhatók fázisegyensúly, azaz az esetben, ha a két fázis egyensúlyban van (aggregáció feltétel) egy és ugyanazon anyag, például jég és folyékony víz.
Az entalpia és entrópia tényezők. Folyamatok következhetnek be automatikusan (# 916; G<0), если они сопровождаются уменьшением энтальпии (ΔH<0) и увеличением энтропии системы (ΔS>0). Ha a entalpiája a rendszer megnövekedett (# 916; H> 0), az entrópia csökken (# 916; S<0), то такой процесс протекать не может (ΔG>0). Ha más jelek # 916; S és # 916; H fő lehetőségét a folyamat határozza meg az arány a entalpia (# 916, H) és az entrópia (T # 916; S) tényezők.
ha # 916: H> 0, és # 916; S> 0; komponenst ellensúlyozza a entalpia és entrópia kedvez az áramlás a folyamat, és a reakció a spontán miatt entrópiás komponenst, feltéve, hogy | # 916; H |<|TΔS|.
Ha komponens kedvez entalpikus és entrópiás ellensúlyozza az áramlás a folyamat, a reakció spontán végbemehet miatt entalpiája komponenst, feltéve, hogy | # 916; H |> | T # 916; S |.
A hőmérséklet hatása a reakcióút. Gibbs energia változás fog bekövetkezni a jel
Nyilvánvaló, hogy a változás a Gibbs energia a jele a hőmérséklet-változás csak akkor lehetséges, két esetben: 1) # 916: H> 0, és # 916; S> 0 és 2) # 916; H<0 и ΔS<0.
A szabványos Gibbs képződési energiája - a változás a Gibbs képződési energiája a reakció 1 mól vegyület egyszerű anyagok, stabil standard körülmények között. Gibbs képződési energiája egyszerű anyagok nullának. A szabványos Gibbs energiája anyagok kialakulását megtalálható a megfelelő könyvtárakat.
Gibbs energiája egy kémiai reakció. Gibbs energia olyan állami funkció, vagyis, annak változási folyamat nem függ az utat annak természetesen által meghatározott kezdeti és a végső állapotban a rendszer. Következésképpen, a Gibbs energia a kémiai reakció (2.10) lehet kiszámítani a következő képlettel
Ha a feltételek eltérnek a normál, majd megtalálni # 916; rG lehet használni izoterma egyenlet van't Hoff, amely reakció (2.11) van írva, mint között gázok
és között az oldott anyagok -
_ Ahol a relatív parciális nyomása az anyagok; CA ST. CD-t. cE _ megfelelő oldott anyagok koncentrációját, és a, b, c, d - a megfelelő sztöchiometrikus arányokat.
Ha a reaktánsok standard állapotban, az egyenlet (2,23) és a (2,24) átalakul