Entropija in 3. zakon TD

Question 1

določanje spremembe entropije
entropija pri absolutni ničli
-Debeyev zakon
-Nernstov teorem

Answer 1

sprememba entropije
S(T) = S(0K) + ΔS zaradi segrevanja + ΔS zaradi faznih prehodov

S(T) = S(0K) + integral(0K do Ttal)(Cp(s) dT / T) + ΔtalH / Ttal +…

problemi:
-merjenje toplotne kapacitete blizu T=0K
-S(0K)=?

-merjenje toplotne kapacitete blizu T=0K: DEBEYEV ZAKON
Cp(0K)=0
Cp= aTˇ3

-S(0K): TRETJI ZAKON TD
NERNSTOV TEOREM
če T → 0 potem ΔrS → 0
pri 0K so entropije vseh idealno kristaličnih snovi enake!!

Question 2

statistična definicija entropije

absolutne vrednosti entropije

Answer 2

statistična definicija entropije:
S = k lnw, w…št. mikroskopskih stanj
wok(id kristal) = 1 → Sok(id kristal) = 0

absolutne vrednosti entropije:
Sm,o…. standardna molska entropija snovi (v tabelah)
Sm(g) > Sm(l) > Sm(s)

Question 3

sprememba entropije pri kemijskih reakcijah

Answer 3

ΔrSo… standardna reakcijska entropija (ekstenzivna količina)

ΔrSo = Sprod - Sreak

Question 4

temperaturna odvisnost ΔrS

Answer 4

ΔrSo(T2) = ΔrSo(T1) + ΔrCp,oln(T2/T1)
privzamemo, da ΔrCp ni f(T)
ΔrHo(T2) = ΔrHo(T1) + ΔrCp,o(T2-T1)

Question 5

Nove funkcije stanja

Answer 5

Helmholtzova prosta energija
Gibbsova prosta energija

Question 6

Helmholtzova prosta energija

Answer 6

Helmholtzova prosta energija

A = U - TS … prosta energija
ekstenzivna funkcija stanja

dA = dU - TdS - SdT
uvedemo 1. in 2. zakon TD
dA ≤ -SdT - pdV + dW

T, V = konst
dA ≤ dW

< spontan
sistem opravlja delo dw<0
dA<0

=ravnotežje, reverzibilen
sistem ne opravlja dela dw= 0
dA= 0

tendenca imeti čim nižjo energijo in čim višjo entropijo

Question 7

Helmholtzova prosta energija
T= konst

Answer 7

ΔA = ΔU - TΔS

(ΔA)t= wmax

pri procesu ki teče pri stalni temperaturi, je maksimalno celotno delo (volumsko+nevolumsko) podano s spremembo proste energije sistema

prosta energija= del celotne energije, ki jo lahko pretvorimo v delo

Question 8

Gibbsova prosta energija

Answer 8

Gibbsova prosta energija

G= H - TS
G = U + pV - TS = A + pV … prosta entalpija
ekstenzivna funkcija stanja

p, T = konst
dG ≤ dW

< spontan
sistem opravlja delo dw<0
dG<0

=ravnotežje, reverzibilen
sistem ne opravlja dela dw= 0
dG= 0

tendenca imeti čim nižjo entalpijo in čim višjo entropijo

Question 9

reakcijska gibbsonova prosta energija:

Answer 9

standardna reakcijska gibbsonova prosta energija:
ΔrGo = Gprod - Greak

ΔrGo= ΔrHo - TΔrSo
tvorbene entalpije - molske entropije

G se nanaša samo na sistem

Question 10

ΔStot
Helmholtzova prosta energija
Gibbsova prosta energija

Answer 10

p, T= konst., ni nevolumskega dela
formula za ΔG delimo z -T:
ΔStot= -ΔG / T

p, T= konst., je le nevolumsko delo
dS = dq/T + dW - dWrev
ΔStot= -(ΔG-W’) / T
(ΔG-W’)= izgubljeno nevolumsko delo
če W’= Wrev (vsa energija bi se porabila za delo) potem ΔStot= 0

vsi procesi v realnem času se dogajajo na ireverzibilni način