冬天一杯热水很快变冷 如何用熵判据解释?

冬天一杯热水很快变冷 如何用熵判据解释?,第1张

可以用熵判据,熵判据我们任何时候都能用!因为任何时候我们总能找到一个孤立系统,即由被考察对象和它周围的环境(即任何与它可能发生关联的其它物体或系统)构成的大的系统。

冬天的气温低于热水温,由于温差热水将放热给环境Q(Q>0)

容易计算环境的熵变=Q/T(假定环境温度不变,环境非常大,基本符合事实)

为计算热水的熵变,可假设一个可逆等压过程达到相同的终态温度(即气温)。利用定义可计算出熵变,并可证明热水的熵减一定小于环境的熵增(自己试着证一下)。

即整个孤立系统的总熵变大于零,说明该过程可以发生,并且自发发生。

实际上我们也可假定热水从环境吸热,类似可以计算出热水和环境的总熵变,并可证明总熵变小于零(也可试着证一下)。说明热水从环境吸热不可能,能发生的只能是放热。

对于反应 A+B=C

△G=△H-T△S

当△G〈0时,反应向正向进行

当△G〉0时 反应向逆向进行

所以,只要将-T△S改变,达到改变△G,就解释可逆反应

放热反应逆过程 放热,熵减小

吸热 熵增大

T△S改变 就解释可逆反应

在等压条件下的化学反应,如果反应中物质的能量全部转化成热能,那么反应前后物质焓的变化就等于反应热,即△H=Qр,其中Qр为等压条件下的反应热。所以化学反应的焓变△H=H(生成物)—H(反应物),若△H>0为吸热反应,反之为放热反应。在一定条件下,焓变即等于热量变化。

克劳修斯将一个热力学系统中熵的改变定义为:在一个可逆过程中,输入热量相对于温度的变化率,即温度

T为物质的热力学温度。从熵的定义来看,可逆反应中熵就等于热量除以温度。和是不是相变没有关系。

一、环境熵变=Q(环境)/T(环境)=-Q(系统)/T(环境)

二、系统熵变分三种情况:

1、单纯PVT变化

(1)理想气体单纯pvt变化ΔS=nCv,mΔTlnT2/T1+nRlnV1/V2

(2)凝聚态物质单纯pvt变化分恒温恒压两种情况

2、相变化:可逆相变用摩尔相变熵算ΔS=nΔSm

3、化学变化用摩尔反应熵算

三、总熵变=环境熵变+系统熵变

若反应物和产物都处于标准状态下,则反应过程的熵变,即为该反应的标准熵变。当反应进度为单位反应进度时,反应的标准熵变为该反应的标准摩尔熵变,以△rSm表示。

扩展资料:

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。

系统的熵仅与始末状态有关,与过程无关,因此,若始、末两态之间为一不可逆过程,则可以在两态之间设计一个可逆过程,通过计算该可逆过程的热温比积分,得到系统在两个平衡态之间不可逆过程的熵变。

绝热自由膨胀过程是不可逆过程,该过程中气体对外做功为零,从外界吸热为零,内能增量为零,温度不变,所以绝热自由膨胀过程是一个等温过程。

判别热力学过程是否可逆是解决问题的关键,若为可逆过程,直接用上面给出的公式求解,若为不可逆过程,必须明确不可逆过程中不变的状态参量,然后设计一个该状态参量恒定的可逆过程求解熵变。

若要完整地求解熵变问题,必须熟练掌握各可逆过程中的过程方程、迈耶公式、比热容等常用表达式。

——熵变

熵变为(水熵-冰熵)500g,而这个熵变值,就是吸收的热。

环境熵变的计算公式:熵变对源于化学反应而言,若反应物和产物都处于标准状态下,则反应过程的熵变,即为该反应的标准熵变。当反应进度为单位反应进度时,反应的标准熵变为该反应的标准摩尔熵变,以△daorsm表示。

环境熵变=Q(环境)/T(环境)=-Q(系统)/T(环境)

单纯PVT变化

(1)理想气体单纯pvt变化ΔS=nCv,mΔTlnT2/T1+nRlnV1/V2

(2)凝聚态物质单纯pvt变化分恒温恒压两种情况

相变化:可逆相变用摩尔相变熵算ΔS=nΔSm

化学变化用摩尔反应熵算。

扩展资料:

系统的熵仅与始末状态有关,与过程无关,因此,若始、末两态之间为一不可逆过程,则可以在两态之间设计一个可逆过程,通过计算该可逆过程的热温比积分,得到系统在两个平衡态之间不可逆过程的熵变。

绝热自由膨胀过程是不可逆过程,该过程中气体对外做功为零,从外界吸热为零,内能增量为零,温度不变,所以绝热自由膨胀过程是一个等温过程,即T1= T2以n摩尔理想气体从初态1(P1,V1,T1)经绝热自由膨胀过程变化到末态2(P2,V2,T2)为例。

-熵变

最佳答案:判据常用的就是三种,既可用于判断过程是否可逆,也可判断过程的自发方向因此问题本身是不够恰当的 1 熵判据,任何条件适用系统与外界的总熵变大于零过程不可逆,可以自发发生;等于零过程可逆,不可自发发

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