Билет № 4, расчет абсолютного значения энтропии, третий закон термодинамики

Билет №4

1. Расчет абсолютного значения энтропии. Третий закон термодинамики.

Для изолированных систем критерием самопроизвольного течения процесса является рост энтропии.

Энтропия (физический смысл). Каждое макросостояние осуществляется за счет бесчисленного числа микросостояний.

Больцман показал, что чем большее число микросостояний соответствует данному макросостоянию, тем больше термодинамическая вероятность системы, т.е абсолютное значение энтропии является функцией термодинамической вероятности W.

S=KLnW

K-постоянная Больцмана.

Энтропия – мера молекул состояния, мера хаотичности системы.

Sпара>Sжидкости>Sтверд.

Абсолютное значение энтропии всех веществ приводится в справочнике. Для расчета надо:

DS⁰_р-ции=ånjDS⁰j_{продукты}-åniDS⁰i_исх.в-в

[Дж/моль*К]

Третий закон термодинамики.

Энтропия идеального кристалла при 0град. К равна S=0.

Идеальный – кристалл, в котором атомы занимают узлы кристаллической решетки в строгом соответствии с геометрическими законами, т.е. одно возможное микросостояние реализует одно макросостояние.

Энтропия идеального кристалла при 0град.К служит точкой отсчета в шкале энтропии.

2. Закон Рауля. Криоскопия и эбуллиоскопия.

Равновесие смещается в том направлении, в котором ослабляется приложенное воздействие, которое уменьшает концентрацию кислорода в воде, за счет его испарения.

(P⁰1-P⁰2)/P1=h2

Рассмотрим чистый растворитель – вод. При определенной температуре на поверхности растворителя наступает момент динамического равновесия, при котором скорость испарения молекул воды равна скорости конденсации. Если в чистый растворитель добавить неэлектролит, то равновесие будет нарушено (концентрация воды в растворе станет меньше). Система отреагирует следующим образом: часть молекул воды из газообразной фазы перейдет в жидкую до тех пор, пока не восстановится равновесие.

Закон Рауля: относительное понижение P⁰1 (давление насыщенного пара раствора над читсым растворителем) прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества.