什么是熵变
熵是物质无序度(混乱度)的量度,在隔离体系(或者说孤立系统,即系统与外界既无物质交换,又无能量交换)中,自发反应总是朝着熵增大的反应方向进行(熵增原理,熵判据)(如果所求熵变小于零,说明该反应正方向为非自发反应 ,而其逆反应为自发的),直到反应达到平衡(此时熵变为零)。但熵判据只在孤立系统中可作为判断反应方向的依据,在其他系统中,主要用吉布斯函数判据和化学势判据,你以后会学到的。
熵变是什么?
1、熵:体系混乱度(或无序度)的量度。S表示熵。也表示黑洞中不可用热量与其温度的比值。
2、热力学第三定律:对于纯物质的晶体,在热力学零度时,熵为零。
3、标准熵:1 mol物质在标准状态下所计算出的标准熵值,用STP表示,单位:J·mol-1 ·K-1
1)熵变(ΔS)与体系中反应前后物质的量的变化值有关:
a、对有气体参加的反应:主要看反应前后气体物质的量的变化值即Δn(g),Δn(g)正值越大,反应后熵增加越大;Δn(g)负值越大,反应后熵减越多;
b、对没有气体参加的反应:主要看各物质总的物质的量的变化值即Δn(总),Δn(总)正值越大,熵变正值越大;Δn(总)负值绝对值越大,熵变也是负值的绝对值越大,但总的来说熵变在数值上都不是特别大。
2)熵变(ΔS)值随温度的改变变化不大,一般可不考虑温度对反应熵变(ΔS)的影响。
3)熵变(ΔS)值随压力的改变变化也不大,所以可不考虑压力对反应熵变的影响。
熵变和焓变有什么关系。
焓变、熵变及温度有关的吉布斯自由能判据:ΔG= ΔH- TΔS。
当ΔH0,ΔS0时,ΔG0,自发过程,过程能正向进行;
当ΔH0,ΔS0时,ΔG0,非自发过程,过程能向逆方向进行;
ΔH0,ΔS0或ΔH0,ΔS0时反应的自发性取决于温度,低温时焓变为主,高温时熵变为主。当ΔG=0,处于平衡状态。
显然,煅烧石灰石为ΔH0,ΔS0的化学反应,经过计算在102.32kPa和1183K(即910℃)的条件下,石灰石能自发且剧烈的进行化学反应,该反应需要高温条件下“自发”的进行,只要维持这个温度,反应就会一直进行下去。
扩展资料
1、化学上认为的自发反应和自发过程是限定了温度和压强等条件的,不同于字典解释的社会学领域的“自发”。
2、单独从焓变或熵变来判断反应的自发性是有局限性的,我们应该综合二者因素,从自由能的角度来理解化学反应的自发性;
3、化学上认为反应的进行自发,即该反应朝某个方向进行的显著程度,在化学上认为其相反方向的反应几乎不能发生。从化学平衡的角度去理解,自发的反应就是化学平衡常数很大,正反应进行的很彻底。
4、站在化学反应的实质的角度理解,只要给定的外界条件能够破坏旧的化学键,引起原子重新排列,形成新的化学键,任何化学反应都能在给定的条件下进行,如氮气和氧气可以反应一样,自由能理论解释其是任何温度下为非自发的反应。
总之,ΔG = ΔH - TΔS作为化学反应自发性的判据,必须是在恒温恒压条件下且不做非体积功时进行的化学反应。
参考资料来源:百度百科-反应方向
什么是熵变,它的定义是什么
熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出.克氏定义一个热力学系统中熵的增减:在一个可逆性程序里,被用在恒温的热的总数(δQ).玻尔兹曼定义S = k×lnΩ公式中的k是玻尔兹曼常数,Ω则为该宏观状态中所包含之微观状态数量.这个被称为玻尔兹曼原理的假定是统计力学的基础.作用:自发反应总是向体系与环境熵之和增大的方向进行.焓:定义:H=U+pV作用:自发的物理和化学过程都具有对外作功的能力.实际熵这种对外作功的能力就是自发过程的推动力.从自发过程对外作功这个角度出发,便可推导出焓和熵的组合形式.在化学热力学中把这种组合形式定义为自由焓,并用“G”表示.自由焓的定义式:G=H-TS自发过程总是向着体系自由减少的方向进行,直到自由焓变等于零为止.这就是最小自由焓原理.自由焓是一种能量组合形式,又叫自由能,最小自由焓原理又叫自由能降低原理
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