Самопроизвольные изменения энтропия

Если в изолированной системе о направленности самопроизвольного процесса и равновесии судят по изменению энтропии в системе (см. 69), то в закрытых системах ответ на этот вопрос получают на основании величины полезной работы W. Действительно, при осуществлении любого квазистатического и нестатического процесса система в состоянии будет произвести работу [W >Q). К примеру, для химической реакции максимальную полезную работу можно получить, если ее провести при постоянных Р к Т квазистатическим путем в гальваническом элементе. Итак, условие самопроизвольного процесса в закрытой системе будет [c.231]

Таким образом, знак изменения энтропии является критерием направления самопроизвольных процессов или состояния равновесия в адиабатной системе. Аналогичные критерии возможны и для других систем. Они будут сформулированы с использованием понятия энтропии и рассмотрены в 13, [c.40]

Указать, какие из нижеследующих утверждений правильны для реакций, протекающих в стандартных условиях а) эндотермические реакции не могут протекать самопроизвольно б) эндотермические реакции могут протекать при достаточно высоких температурах, если изменение энтропии реакции положительно. [c.88]

Энтропийный и энтальпийный факторы процесса. Если изменение энтальпии системы АН отражает в основном взаимодействие атомов в молекуле,стремление к объединению частиц в более крупные агрегаты, то изменение энтропии AS отражает противоположную тенденцию — стремление к. беспорядочному расположению частиц, к их дезагрегации. Переход системы в состояние с минимальной энергией возможен лишь тогда, когда AS — 0 если же АЯ = О, то система самопроизвольно переходит в наиболее неупорядоченное состояние. [c.181]

Гиббс ввел понятие свободная энергия . (Необходимость введения этого понятия была обусловлена тем, что измерить изменение величины свободной энергии легче, чем измерить изменение энтропии.) Любая химическая реакция сопровождается изменением свободной энергии системы. Изменение теплосодержания строго соответствует уменьшению свободной энергии и увеличению энтропии. Поскольку обычно самопроизвольные реакции сопровождаются выделением теплоты, то теплосодержание системы при протекании таких реакций уменьшается. Однако в некоторых, хотя и считанных случаях изменение свободной энергии и энтропии бывает таким, что теплосодержание системы увеличивается, и тогда самопроизвольная реакция идет с поглощением энергии. [c.113]

В 1850 г. Клаузиус, пытаясь найти соотношение между количеством теплоты в изолированной системе и абсолютной температурой этой системы, ввел термин энтропия. Он показал, что при любых самопроизвольных изменениях энергии энтропия системы должна-увеличиваться. Этот принцип был назван вторым началом термодинамики. [c.108]

Благоприятствует ли изменение энтальпии самопроизвольному протеканию реакции Благоприятствует ли ему изменение энтропии Какой из этих факторов является преобладающим [c.88]

Как известно, процесс растворения веществ друг в Друге (смешение компонентов) сопровождается изменением свободной энергии системы АР. При этом лишь в том случае, когда АР смешения отрицательна, т. е. АР = АН — ГА5 < О, имеет место самопроизвольное растворение (АН и А5 — соответственно, изменение энтропии и энтальпии системы). [c.33]

Укажите, правильно ли каждое из приведенных ниже утверждений. Если оно неправильно, укажите, что в нем неверно, а) Все экзотермические реакции являются самопроизвольными. б) В большинстве самопроизвольных реакций энтропия Вселенной повышается. в) Если эндотермическая реакция имеет положительное AS, то изменение свободной энергии, связанное с этим процессом, по мере повышения температуры должно становиться все более отрицательным. [c.197]

Это неравенство для изолированной системы определяет, что спонтанные процессы в них проходят только с конечной скоростью, сопровождаемые возрастанием энтропии. Равновесные процессы протекают без изменения энтропии на каждой стадии, то есть 51=5г. Для необратимых процессов по знаку изменения энтропии можно определить тип процесса и направление его протекания. Для равновесных процессов по знаку изменения энтропии также можно предсказывать направление протекания процесса при данном изменении Р, Т и V. Так, если Д5>0, то она характеризует возможность самопроизвольного протекания процесса, при Д5< 0 возможно протекание процесса только при затрате работы. Последние процессы не могут быть осуществлены в изолированной системе и они не изучаются в термодинамике необратимых процессов и классической термодинамике. Возрастание энтропии Клаузиус распространил от изолированных систем на Вселенную и высказал предположение о возможной [c.96]

Какие параметры системы необходимо поддерживать постоянными, чтобы по знаку изменения энтропии можно было бы судить о направлении самопроизвольно-го протекания процесса [c.19]

Как физическое равновесие какой-либо системы в любом случае характеризует экстремум соответственно выбранной функции (энтропии, свободной энтальпии), так и здесь можно сказать, что экстремум целевой функции (максимальная прибыль, минимальная себестоимость) является показателем экономического равновесия . Это — не формальная аналогия. Если физическая система не находится в состоянии равновесия, то начинаются самопроизвольные изменения в направлении равновесия. Если элемент процесса не находится в экономическом равновесии, то также возникают изменения, стремящиеся привести его к равновесным условиям. Это доказывает нам закон снижения себестоимости. [c.321]

Итак, самопроизвольные процессы необратимы и для них изменение энтропии определяется выражением [c.23]

Реакция должна протекать самопроизвольно (АС < 0). Изменение энтальпии противодействует самопроизвольному протеканию реакции (АЯ > 0), но изменение энтропии благоприятствует ему (А5 > 0) и играет преобладающую роль. Возрастание энтропии происходит потому, что в результате реакции вместо 1 моля твердого вещества образуются 2 моля жидкости. [c.533]

Изменение энтропии благоприятствует самопроизвольному протеканию реакции. [c.533]

Диффузия — необратимый самопроизвольный процесс. Чтобы вычислить изменение энтропии при взаимной диффузии двух газов, нужно вычислить изменение энтропии каждого из газов при обратимом изотермном расширении от начального объема или до [c.117]

Изменения энтропии, как мы видели, определяют направление и предел течения самопроизвольных процессов для изолированных систем. Подобно этому наша новая функция определяет их для систем, находящихся при постоянных температуре и объеме. [c.221]

Если изменение энтропии в процессе возникновения живого организма отрицательно (другими словами, если в результате возникает более упорядоченное состояние), то энтропийный вклад в АС положителен. Это означает, что такой процесс становится менее самопроизвольным. Следовательно, при возникновении, существовании и воспроизведении живых организмов происходят такие изменения и энтальпии, и энтропии, что весь процесс в целом оказывается несамопроизвольным. Чтобы заставить протекать все процессы, характеризуемые положительными значениями АС, живые системы должны быть подключены к какому-то внешнему источнику энергии, которая может быть преобразована в форму, способную стать движушей силой биохимических процессов. Первичным источником этой необходимой энергии является Солнце. [c.442]

Задачи, в которых требуется найти только изменение энтропии в системе Д5. Рассчитанная величина может оказаться положительной, отрицательной или равной нулю. Подчеркнем еще раз, что без условия изолированности системы по этим данным нельзя решить вопрос о возможности самопроизвольного протекания процесса. [c.68]

Как было показано в гл.1, в случае протекания самопроизвольных процессов в изолированной системе энтропия системы всегда возрастает. Поскольку в равновесном состоянии изменение энтропии прекращается, в состоянии равновесия энтропия в изолированной системе достигает максимального значения [c.49]

Данный принцип минимума скорости производства энтропии, или теорема И.Пригожина (1947 г.), представляет собой количественный критерий для определения общего направления самопроизвольных изменений в открытой системе или, иными словами, критерий ее эволюции. Очевидно, что принцип минимума скорости производства энтропии полностью эквивалентен принципу минимума скорости диссипации энергии, который был сформулирован Онзагером в 30-е годы при рассмотрении частных задач электродинамики. [c.341]

В биологии существование термодинамического сопряжения необходимо для обеспечения возможности использования живыми организмами энергии, выделяемой в реакциях клеточного метаболизма. Необратимые химические процессы в клетке являются причиной деградации энергии Гиббса системы в теплоту и приводят к диссипации (рассеянию) энергии. Однако наличие сопряжения таких химических процессов с реакциями ассими-дяции пищевых веществ в клетке частично предотвращает эти потери энергии и тем самым обеспечивает возможность развития или жизнедеятельности клетки и запасания энергии, выделенной в ходе самопроизвольных метаболических реакций, в форме химических связей И клеточных структур живого организма. При этом скорость общего изменения энтропии для сопряжен- [c.302]

Решение. В данном случае происходит необратимый процесс (лед при —10°С не может самопроизвольно растаять). Как уже упоминалось, изменение функции состояния для необратимого процесса можно вычислить, разделив его на ряд обратимых стадий. Рассмотрим следующие стадии и с помощью уравнения (245) найдем изменения энтропии [c.238]

Как показывают рассмотренные выше примеры, самопроизвольное протекание процесса связано с повышением хаотичности, или неупорядоченности, системы. Степень неупорядоченности выражается термодинамической величиной, называемой энтропией, которая обозначается латинской буквой 5. Чем больше хаотичность системы, тем больше ее энтропия. Подобно энтальпии, энтропия является функцией состояния (см. разд. 4.5, ч. 1). Изменение энтропии, сопровождающее процесс А5 = зависит только от исходного и конечного состояний системы, но не от конкретного пути, по которому происходит переход из одного состояния в другое. [c.177]

Как было показано в упражнении 18.1, этот химический процесс приводит к уменьшению хаотичности, т.е. А5 для него является отрицательной величиной. Но при протекании этого процесса в окружающей среде тоже происходят определенные изменения. Например, поскольку реакция образования оксида экзотермична, выделяющаяся теплота поглощается окружающей средой. В действительности изменения, происходящие в окружающей среде, вызывают повышение ее энтропии, которое больше понижения энтропии в самой системе. Для любого самопроизвольного процесса сумма изменений энтропии системы и окружения (эта сумма есть изменение энтропии Вселенной в результате данного процесса) должна быть положительной [c.178]

Очень полезно получить хотя бы качественное представление о взаимосвязи между изменениями энтропии в системе и изменениями структуры, физического состояния и т.п. В разд. 18.2 были рассмотрены некоторые примеры самопроизвольных эндотермических процессов. Мы видели, например, что увеличение объема газа при его рас- [c.178]

Поскольку исходное и конечное состояния системы в этом случае такие же, как при рассмотренном выше изотермическом обратимом процессе, для расчета изменения энтропии применимы те же соотношения (2.61). Энтропия термостата при этом не изменится, а энтропия изолированной системы (прибор с газами + термостат) увеличится вследствие протекания самопроизвольного процесса. [c.72]

Величины изменения энтропии используются для выяснения возможности самопроизвольного протекания процесса (изолированная система) и для расчета химических равновесий, о чем будет сказано позднее. [c.78]

Понятие энтропии вытекает из общего рассхмотрения потока энергии и взаимопревращений д ш. Ъ обратимых систе лах 5 сохраняется Д5 = 0. Во всех реальных (необратимых) системах Д5полн>0 при любом самопроизвольном изменении. Энтропия особенно важна при рассмотрении направления процессов в изолированной системе постоянного объема. [c.345]

Рассмотрим систему, состоящую из химических веществ Aj, между которыми могут происходить реакции типа oi.jAj = 0. Пусть температура и давление поддерживаются постоянными. Состояние системы будет самопроизвольно изменяться в сторону общего увеличения энтропии до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие и дальнейший прирост энтропии станет невозможным. Если при бесконечно малом изотермическом изменении состояния системы должно быть поглощено количество тепла dq, а прирост энтропии в системе равен dS, то общее изменение энтропии системы и термостата составляет dS — dqlT. Однако [c.47]

В результате применения термодинамического метода к исследованию этого вопроса в работах Горстмана (1873), Гиббса (1874), Л. А. Потылицына (1874), Вант-Гоффа (1885) и ряда других ученых было показано, что возможность самопроизвольного течения химической реакции зависит как от ее теплового эффекта, так и от изменения энтропии и соответственно от концентраций реагирующих веществ. Эта возможность характеризуется общими условиями самопроизвольного течения процессов ( 82) и уравнением изотермы химической реакции. [c.266]

Изменение энтальннн системы АН является мерой изменения потенциальной энергии. Экзотермические процессы (с отрицательным АН) имеют тенденцию к самопроизвольному протеканию. Изменение энтропии системы AS является мерой изменения хаотичности, или неупорядоченности, системы. Процессы, сопровождающиеся повышением хаотичности системы (с положительным AS), имеют тенденцию к самопроизвольному протеканию. [c.192]

AO" = 60,7 кДж. 18.32. Процесс денатурации является эндотермическим, следовательно, АН положительно. Изменение энтропии в этом процессе тоже положительно, поскольку денатурированный белок обладает меньщей регулярностью и упорядоченностью, чем исходный. Поэтому ДО имеет положительное значение при низких температурах, но становится отрицательным по мере повышения температуры. 18.34. Энтропия чистого кристаллического вещества при О К, согласно определению, равна нулю. При повышении температуры энергия, которую система получает от окружающей среды, распределяется по различным формам энергии, доступным системе. Энтропия является мерой степени хаотичности распределения этой энергии по различным энергетическим состояниям. Эта мера всегда положительна по отношению к исходному состоянию (О К), относительно которого ведется отсчет. 18.35. а) В перемешанной колоде карт б) у игрушек, разбросанных по комнате в) у деталей разобранного приемника. 18.37. а) Этот процесс протекает самопроизвольно с образованием насыщенного раствора Mg l2- При [Mg lj = 6 М выполняется условие ДО = О и достигается равновесие. б) Самопроизвольной является обратная реакция, в) Реакция протекает самопроизвольно. 18.40. а) АН положительно, AS положительно ДО = 0 б) АН положительно, AS положительно, ЛО отрицательно в) АН положительно, AS положительно, ДО положительно. [c.475]

Поэтому Ат/ С = 7[ 11пЛ 1 + И2 1пЛ/2] <0. Таким образом, образование идеального раствора является всегда самопроизвольным процессом, и движущей силой растворения служит изменение энтропии (так как Ат1хН = 0). [c.126]