изолированных систем второй закон утверждает: dS і 0, (4.2) т.е. энтропия изолированных систем в необратимых процессах может только возрастать, а в состоянии термодинамического равновесия она достигает максимума (dS = 0,
d 2S < 0).
Неравенство (4.1) называют неравенством Клаузиуса. Поскольку энтропия - функция состояния, ее изменение в любом циклическом процессе равно 0, поэтому для циклических процессов неравенство Клаузиуса имеет вид:
, (4.3)
где знак равенства ставится, если весь цикл полностью обратим.
Энтропию можно определить с двух эквивалентных подходов - статистического и термодинамического. Статистическое определение основано на идее о том, что необратимые процессы в термодинамике вызваны переходом в более вероятное состояние, поэтому энтропию можно связать с вероятностью:
, (4.4)
где k = 1.38 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана (k = R / NA), W - так называемая термодинамическая вероятность, т.е. число микросостояний, которые соответствуют данному макросостоянию системы (см. гл. 10). Формулу (4.4) называют формулой Больцмана.
С точки зрения строгой статистической термодинамики энтропию вводят следующим образом:
, (4.5)
где G (E) - фазовый объем, занятый микроканоническим ансамблем с энергией E.
Термодинамическое определение энтропии основано на рассмотрении обратимых процессов:
. (4.6)
Это определение позволяет представить элементарную теплоту в такой же форме, как и различные виды работы:
Qобр = TdS, (4.7)
где температура играет роль обобщенной силы, а энтропия - обобщенной (тепловой) координаты.
Расчет изменения энтропии для различных процессов
Термодинамические расчеты изменения энтропии основаны на определении (4.6) и на свойствах частных производных энтропии по термодинамическим параметрам:
(4.8)
Последние два тождества представляют собой соотношения Максвелла (вывод см. в гл. 5).
1) Нагревание или охлаждение при постоянном давлении.
Количество теплоты, необходимое для изменения температуры системы, выражают с теплоемкости: Qобр = Cp dT.
(4.9)
Если теплоемкость не зависит от температуры в интервале от T1 до T2, то уравнение (4.8) можно проинтегрировать:
. (4.10)
Если изменение температуры происходит при постоянном объеме, то в формулах (4.9) и (4.10) Cp надо заменить на CV.
2) Изотермическое расширение или сжатие.
Для расчета энтропии в этом случае надо знать уравнение состояния системы. Расчет основан на использовании соотношения Максвелла:
(4.11)
В частности, для изотермического расширения идеального газа (p = nRT
Объяснение:
как так сделал
Объяснение:
3)
Дано
m(р-ра) = 180 г
W(в-ва) = 20%
Найти
m(в-ва)
m(р-ля)
m(в-ва) = W(в-ва) * m(р-ра) / 100% = 20*180 / 100% = 36 г
m(р-ля) = m(р-ра) - m(в-ва) = 180 - 36 =144 г
4) H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O
2H(+) + SO4(2-) + 2K(+) + 2OH(-) = 2K(+) + SO4(2-) + 2H2O
H(+) + OH(-) = H2O
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
Fe(3+) + 3Cl(-) + 3Na(+) + 3OH(-) = Fe(OH)3↓ + 3Na(+) + 3Cl(-)
Fe(3+) + 3OH(-) = Fe(OH)3↓
Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + CO2↑ + H2O
2Na(+) +CO3(2-) + 2H(+) + 2NO3(-) = 2Na(+) + 2NO3(-) + CO2↑ + H2O
CO3(2-) + H2O = CO2↑ + H2O
Na2SO4 + 2KNO3 = K2SO4 + 2NaNO3
2Na(+) + SO4(2-) + 2K(+) + 2NO3(-) = 2K(+)+ SO4(2-) + 2Na(+) + 2NO3(-)
реакция не идёт