Oblicz zmianę entropii na podstawie ciepła reakcji

Przykład Entropii Problem

Pudełko z lekkimi zawijasami

Obrazy PM / Getty Images





Termin „entropia” odnosi się do nieporządku lub chaosu w systemie. Im większa entropia, tym większy nieład. Entropia istnieje w fizyce i chemii, ale można również powiedzieć, że istnieje w ludzkich organizacjach lub sytuacjach. Ogólnie rzecz biorąc, systemy dążą do większej entropii; w rzeczywistości, zgodnie z druga zasada termodynamiki , entropia systemu izolowanego nigdy nie może się spontanicznie zmniejszyć. Ten przykładowy problem pokazuje, jak obliczyć zmianę entropii otoczenia systemu po reakcji chemicznej w stałej temperaturze i ciśnieniu.

Co oznacza zmiana w entropii?

Po pierwsze, zauważ, że nigdy nie obliczasz entropii S, ale raczej zmianę entropii ΔS. Jest to miara nieporządku lub losowości w systemie. Gdy ΔS jest dodatnie, oznacza to, że otoczenie zwiększyło entropię. Reakcja była egzotermiczna lub egzotermiczna (przy założeniu, że energia może być uwalniana w postaci innej niż ciepło). Kiedy ciepło jest uwalniane, energia zwiększa ruch atomów i cząsteczek, prowadząc do zwiększonego nieładu.



Gdy ΔS jest ujemne, oznacza to, że entropia otoczenia została zmniejszona lub że otoczenie się uporządkowało. Negatywna zmiana entropii pobiera ciepło (endotermiczne) lub energię (endergoniczne) z otoczenia, co zmniejsza losowość lub chaos.

Ważną kwestią, o której należy pamiętać, jest to, że wartości dla ΔS są dla otoczenie ! To kwestia punktu widzenia. Jeśli zamienimy ciekłą wodę w parę wodną, ​​entropia wody wzrasta, chociaż maleje dla otoczenia. To jeszcze bardziej mylące, jeśli weźmiemy pod uwagę reakcję spalania. Z jednej strony wydaje się, że rozbicie paliwa na jego składniki zwiększyłoby nieporządek, ale reakcja obejmuje również tlen, który tworzy inne cząsteczki.



Przykład entropii

Oblicz entropię otoczenia dla następujących dwie reakcje .
a.) CdwaH8(g) + 5 mdwa(g) → 3 COdwa(g) + 4HdwaO(g)
ΔH = -2045 kJ
b.) HdwaO(l) → HdwaO(g)
ΔH = +44 kJ
Rozwiązanie
Zmiana entropii otoczenia po reakcji chemicznej przy stałym ciśnieniu i temperaturze można wyrazić wzorem
Sbrzęczeć= -ΔH/T
gdzie
Sbrzęczećjest zmiana entropii otoczenia
-ΔH to ciepło reakcji
T = Temperatura absolutna w kelwinach
Reakcja
Sbrzęczeć= -ΔH/T
Sbrzęczeć= -(-2045 kJ)/(25 + 273)
**Pamiętaj, aby przeliczyć °C na K**
Sbrzęczeć= 2045 kJ/298 K
Sbrzęczeć= 6,86 kJ/K lub 6860 J/K
Zwróć uwagę na wzrost entropii otoczenia, ponieważ reakcja była egzotermiczna. Na reakcję egzotermiczną wskazuje dodatnia wartość ΔS. Oznacza to, że ciepło zostało uwolnione do otoczenia lub że środowisko zyskało energię. Ta reakcja jest przykładem a reakcja spalania . Jeśli rozpoznasz ten typ reakcji, zawsze powinieneś spodziewać się reakcji egzotermicznej i pozytywnej zmiany entropii.
Reakcja b
Sbrzęczeć= -ΔH/T
Sbrzęczeć= -(+44 kJ)/298 K
Sbrzęczeć= -0,15 kJ/K lub -150 J/K
Ta reakcja wymagała energii z otoczenia, aby postępować i zmniejszyć entropię otoczenia.Ujemna wartość ΔS wskazuje na zajście reakcji endotermicznej, która pochłonęła ciepło z otoczenia.
Odpowiadać:
Zmiana entropii otoczenia reakcji 1 i 2 wyniosła odpowiednio 6860 J/K i -150 J/K.