Заказ №38828

Рассчитайте изменение энтропии 1000г метанола в результате его замерзания при температуре -1050С. Теплота плавления твердого метанола при -980С (температура плавления) равна 3160Дж/моль. Теплоемкость твердого и жидкого метанола равны 55,6 и 81,6 Дж/(моль*К), соответственно. Объясните, почему энтропия при замерзании уменьшается, хотя процесс - самопроизвольный. Дано: m(CH3OH)=1000г=1кг Ткр=-1050С=168K Нпл=3160 Дж/моль Тпл=-980С=175К Ств=55,6 Дж/(моль*К) Сжид.=81,6 Дж/(моль*К) Найти: ∆𝑆-?

Решение:

1. Поведение всякой термодинамической системы в общем случае определяется одновременным действием двух факторов – энтальпийного, отражающего стремление системы к минимуму тепловой энергии, и энтропийного, отражающего противоположную тенденцию – стремление системы к максимальной неупорядоченности. Если для изолированных систем (ΔН=0) направление и предел самопроизвольного протекания процесса однозначно определяется величиной изменения энтропии системы ΔS, а для систем, находящихся при температурах, близких к абсолютному нулю (S=0, либо S=const) критерием направленности самопроизвольного процесса является изменение энтальпии ΔН, то для закрытых систем при температурах, не равных нулю, необходимо одновременно учитывать оба фактора. Направление и предел самопроизвольного протекания процесса в любых системах определяет более общий принцип минимума свободной энергии: Самопроизвольно могут протекать только те процессы, которые приводят к понижению свободной энергии системы; система приходит в состояние равновесия, когда свободная энергия достигает минимального значения. Самопроизвольный процесс в некоторой системе (где изменения и энтропии, и энтальпии относятся только к рассматриваемой системе) возможен, если: ∆𝑆 − ∆𝐻 𝑇 > 0 или ∆𝐻 − 𝑇 ∗ ∆𝑆 < 0 где ∆𝐻 - изменение энтальпии (теплоты) реакции, кДж/моль; ∆𝑆 - изменение энтропии, Дж/(моль*К)