Зачем ученому нужно знать энтропию?
Детская энциклопедия




Меню сайта




Реклама











Зачем ученому нужно знать энтропию?

Во всех реальных процессах, при которых система может сама любым необратимым путем самостоятельно переходить из одного состоя­ния в другое, общая энтропия всех участни­ков процесса может только возрастать.

Это и дает возможность исследователю зара­нее предсказать, как пойдет неизвестный про­цесс, заранее предвидеть, при каких условиях ему удастся заставить еще не изученную на опыте реакцию пойти в нужном направлении. Для этого ученому необходимо иметь сведения об энтропии всех участников процесса, включая источники теплоты.

Химическая реакция, как и любой другой процесс, связана с работой (в результате реак­ции могут выделяться или поглощаться газо­образные вещества или изменяться объемы реагирующих веществ и, следовательно, может совершаться работа расширения или реакция может протекать в химическом источнике тока и совершать электрическую работу и т. п.). Химическая реакция, как и любой другой про­цесс, всегда сопровождается обменом тепла с окружающей средой. Если реакция идет только с поглощением тепла, систему нужно нагревать. Если тепло выделяется — охлаждать.

Для проведения расчета очень удачно то, что энтропия источников работы не может изме­няться. Ведь в понятие «работа» не входят ни теплота, ни температура. Это очень сильно упрощает расчет энтропии.

Изменение энтропии источников теплоты нужно обязательно учитывать, хотя это и услож­няет задачу.

Если реакция, как и любой процесс, может быть проведена обратимо, то расчет изменения энтропии прост. В качестве примера мож­но рассмотреть любой изотермический процесс (испарение, плавление, изотермическое расшире­ние). В этом случае существует, кроме системы, только один источник тепла. Их температуры одинаковы. Тепло, поглощенное системой, отдано источником (нагревателем). Насколько увели­чилась энтропия системы, настолько же умень­шилась энтропия источника. Общее изменение энтропии равно нулю.

Это очень важное заключение справедливо для любых процессов, в которых участвует любое количество источников теплоты, если только эти процессы квазистатические — обра­тимые. Можно высказать общее положение: в любом обратимом процессе общее изме­нение энтропии равно нулю. Справедливо и обратное положение: если общее изменение энтропии равно нулю, то процесс обратимый. Такая зависимость очень важна. Она и позво­ляет ученому не наблюдать за процессом при всех условиях. Ему достаточно знать только начальное и конечное состояния системы и источ­ников теплоты, и он сможет судить, был ли этот процесс обратимым или нет.

Обратимый процесс в сущности никуда не идет, никуда не направлен. Это цепь равновес­ных состояний. Реальный, необратимый, неста­тический процесс такой особенностью не обла­дает, именно потому, что он не равновесный, он самопроизвольно идет только в одну сто­рону. Только в том направлении может идти реальный процесс, в котором общая энтро­пия, т. е. энтропия системы вместе с энтро­пией всех источников теплоты, может только возрастать. Обратное положение тоже справед­ливо: если общая энтропия возрастает, то про­цесс необратим и может самопроизвольно про­текать в нужном направлении.

Если расчет приводит к результату, согласно которому общая энтропия уменьшается, то про­цесс невозможен. В данном направлении он не пойдет. Всякие попытки осуществить такой процесс будут абсолютно безнадежны. Этот энтропийный принцип широко используется в науке и технике, и в первую очередь в химии и химической технологии, для суждения о том, можно ли осуществить нужную химическую реакцию или получить нужное вещество.

Для облегчения таких расчетов, часто очень сложных, существуют специальные справочные издания, в которых собраны в таблицы заранее рассчитанные значения энтропии различных химических соединений.





 
 
-------------------------------------------------------
Календарь
«  Август 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2017