Энтропия разделения смешения

Известно, что из всех возможных состояний системы наиболее вероятны те, которые реализуются наибольшим числом расположений молекул в системе. Такое состояние системы отвечает состоянию равномерного рассеяния веществ по всему объему системы, откуда следует обязательное увеличение энтропии при смешении. например, двух жидкостей. Это означает, что термодинамическая вероятность состояния однородной смеси выше вероятности состояния разделенных веществ. [c.321]

Изменение энтропии при смешении химически невзаимодействующих идеальных газов (процесс нестатический). Представим себе цилиндр, разделенный перегородками на к ячеек. Объем цилиндра [c.238]

При смешении Л 1 молекул газа 1 и N2 молекул газа 2 энтропия образовавшейся смеси больше энтропии разделенных газов 5о на величину энтропии смешения [c.32]

Минимальная работа полного разделения смеси идеальных газО В пропорциональна энтропии смешения [c.231]

Упрощенная модель экстракции фенолом углеводородных фракций также не отражает всей сложности взаимодействий одноименных и разноименных молекул в системе. Многие исследователи относят фенол к группе растворителей, образующих водородные связи, т. е. к группе растворителей с большими отклонениями от закона Рауля. Для этой группы растворителей характерны асимметричные кривые изменения теплоты смешения и сложный характер изменения энтропии. Степень ассоциации молекул растворителя меняется в зависимости от температурных условий разделения. [c.263]

Возможность самопроизвольного течения процесса смешения двух газов и невозможность их самопроизвольного разделения также объясняются статистическим характером этих процессов. Представим себе, что в двух разделенных перегородкой частях сосуда находятся два различных газа при одинаковой температуре и одинаковом давлении. Если удалить перегородку, разделяющую газы, то начнется процесс взаимной диффузии, который приведет в результате к полному смешению газов (мы рассматриваем газы при обычном давлении). Такой процесс происходит самопроизвольно и сопровождается возрастанием энтропии системы. При этом процессе происходит в то же время переход системы из состояния менее вероятного (когда молекулы одного вида сгруппированы в одной части объема, а молекулы другого вида — в другой части объема) в более вероятное (когда молекулы каждого данного вида равномерно распределены по всему объему системы). Легко видеть, что обратный процесс, при котором в одной части объема сгруппировались бы все молекулы одного вида, а в другой части — другого вида, является настолько маловероятным, что практически он может считаться невозможным. [c.211]

Такие процессы, как смешение газов и испарение, протекают с увеличением энтропии. Обратные процессы — разделение газовой смеси и сжижение газов — сопровождаются уменьшением энтропии. Так как энтропия изолированной системы самопроизвольно уменьшаться не может, для осуществления этих процес- [c.545]

Изотопный состав вещества (эффект изотопии) влияет на расчеты энтропии и изобарного или изохорного потенциалов, так как при смешений изотопов нужно принимать во внимание энтропию смешения изотопов. Эффект изотопии нужно учитывать, например, при расчете процессов разделения и перераспределения изотопов. [c.166]

Используя положения, развитые для подвижных монодисперсных систем полимер—растворитель с нормальной теплотой смешения, можно определить критические условия разделения фаз. Такого рода оценка показывает, что смешиваемость (во всем интервале составов) между растворителями и полимерами достигается при условии — 6.21 <1,7, а между расплавами —при — бо <0,1 при М 10 . Более жесткие ограничения различий между б и 62 для систем полимер—полимер объясняются относительно небольшим увеличением энтропии таких систем при смешении. [c.388]

В приближенном методе вычисления можно вместо учета эффекта изотопии пользоваться соответствующим образом усредненными значениями атомных весов. Поскольку энтропия смешения изотопов будет постоянной для каждого моля атомов, как в исходных веществах, так и в продуктах реакции, то она выпадает из расчета. Лишь при расчете процессов разделения и перераспределения изотопов необходимо учитывать этот эффект. [c.513]

Процесс образования растворов на молекулярном уровне можно представить следующим образом. Каждая группа молекул чистого вещества должна сначала перестроиться таким образом, чтобы молекулы были удалены друг от друга на расстояния, соответствующие конечной концентрации раствора. (Например, в разбавленном растворе метанола в воде молекулы метанола очень удалены друг от друга, а молекулы воды находятся почти так же близко друг к другу, как в чистой воде.) Далее системы с удаленными молекулами должны сблизиться, образовав раствор конечной плотности. Сначала индивидуальные вещества должны поглотить энергию, чтобы произошло разделение частиц однако при сближении частиц раздвинутых систем при образовании раствора энергия выделяется. Смешение частиц увеличивает статический беспорядок системы, что сопровождается увеличением энтропии. [c.191]

Механизм и основные закономерности осмоса рассматриваются в курсе физической химии. Поэтому здесь достаточно напомнить, что при разделении двух растворов различной концентрации (или раствора и чистого растворителя) полупроницаемой мембраной возникает поток растворителя от меньшей концентрации к большей, выравнивающий концентрации. В дальнейшем поток уравновешивается возникающим встречным градиентом давления. Этот процесс обусловлен, в термодинамической трактовке, ростом энтропии смешения системы, а в кинетической, — избыточным числом ударов молекул растворителя о мембрану со стороны более разбавленного раствора. [c.30]

При термодинамической совместимости пары полимеров значение разности потенциалов должно быть отрицательным для некоторых значений параметра 5. Здесь АС — свободная энергия смешения на единицу массы, а параметр х характеризует уровень смешения. Значение 5=1 соответствует образованию кластера в пределах одной полимерной молекулы. Если же смешение происходит на сегментальном уровне, то 5 = Р 7= О, где Р — степень полимеризации. Условие 5 > 1 соответствует разделению на фазы. Несомненно будет отрицательной величиной для всех значений 5, если теплота смешения АЯ < О, однако размер среднего кластера Р зависит также от относительного вклада энтропии смешения, приходящейся на один сегмент, — А5 . Последним фактором определяется совместимость системы и в том широко распространенном случае, когда А/Г > 0. Значение АС может остаться отрицательным при условии, что АЯ не очень велико, с минимумом в области О <5 <1. Это происходит потому, что, когда 5 уменьшается, А5 вначале возрастает в результате возникновения возможности существования большого числа конформаций макромолекул. Однако в конечном счете уменьшается из-за ограничений числа возможных конформаций вследствие требования неразрывности соединения полимерных сегментов. [c.130]

Возможен, очевидно, и другой подход к решению задачи определения минимальной работы разделения. Минимуму этой работы в реальной колонне должен соответствовать минимум суммы энтропий смешения неравновесных потоков пара и жидкости на всех ступенях разделения. При обратимой ректификации последняя величина равна нулю, и изменение энтропии внешних источников энергии равно изменению энтропии разделяемых продуктов. В реальной колонне изменение энтропии внешних источников энергии больше изменения энтропии разделяемых продуктов на величину суммы энтропий смешения на всех ступенях разделения (т. е. на величину необратимости при массопередаче) [c.212]

Некоторые представления об энтропии смешения конформеров и о влиянии этого фактора на равновесие диастереомеров можно продемонстрировать на примере 3,5-диметилгептана, который является типичным представителем углеводородов с двумя хиральными центрами, разделенными одной —СНа-группой. [c.44]

Смешение перекиси водорода с водой или разделение их смеси, так же как и изменение состава водных растворов перекиси водорода путем разбавления или концентрирования, сопровождается заметными тепловыми эффектами. Смешение или разбавление является экзотермическим процессом при всех концентрациях для температур выше 21°. При более низкой температуре некоторые процессы разбавления являются эндотермическими. Величины этих тепловых эффектов определены прямыми измерениями, а также иа основании измерений теплот разложения при разных концентрациях или измерений давления пара растворов. Определены также изменения свободной энергии и энтропии для процесса смешения. [c.205]

Если смешиваются потоки одного и того же состава, как это чаш е всего бывает в холодильных циклах, то см находят на диаграмме состояния по значению см- При смешении потоков различного состава для определения температуры смеси следует подставлять в уравнение теплового баланса численные значения расходов, теплоемкостей, энтропий и температур отдельных компонентов. Кроме того, к потерям в этом случае следует отнести идеальную работу разделения смеси А Лид. [c.212]

Рис. 6.40. Изменение свободной энтальпии при полимеризации в твердом состоянии с разделением на две фазы [23]. Внутримолекулярный вклад связан с химической реакцией, межмолекулярный вклад — с энтропией смешения и парным взаимодействием повторяющегося звена полимера с молекулой мономера. Парное взаимодействие предполагается неблагоприятным (положительная свободная энтальпия ).

Однако при этом мы получаем изменение энтропии в гипотетической реакции, переводящей чистые разделенные реагенты в чистые разделенные продукты. Напомним, что градус в верхнем индексе означает, что данные величины относятся к стандартному состоянию, в реальных процессах нужно учитывать также энтропии смешения [см. уравнение (10.4)] реагентов и продуктов. Более того, необходимо помнить, что энтропия чувствительна к изменениям объема и давления, и в уравнении (27.12) все вещества (особенно газы) предполагаются находящимися при давлении 1 атм. Величины и Я не так чувствительны к Р и У, поэтому часто пренебрегают различием между А ° и А , АЯ° и АЯ. Вы, однако, должны всегда помнить об этом различии и [c.373]

Следует напомнить, что ф—функция энтропии, обычно положительная, достигающая значения +1/2 для растворов с нулевой теплотой смешения, и что 0—функция энергии, которая отрицательна для хороших растворителей и положительна для плохих. Следовательно, можно сделать вывод, что равенство (15-14) никогда не будет удовлетворяться в случае хорошего растворителя. Для такого растворителя левая часть уравнения будет всегда положительной. Таким образом, в хорошем растворителе не будет происходить разделения фаз. [c.289]

Минимальная работа разделения газовых смесей. Воздух и другие газовые смеси разделяют на составные части разными методами. Промышленное значение для разделения воздуха на кислород, азот, аргон, криптон, ксенон, неон имеет метод низкотемпературной ректификации, основанный на различии составов находящихся в равновесии жидких и паровых смесей. Если процесс смешения газов протекает без воздействия на него внешних сил, то обратный процесс (разделения газовой смеси на отдельные компоненты) сам совершаться не может и требует затраты энергии. При смешении газов происходит увеличение энтропии (необратимый процесс). [c.40]

Поскольку наиболее вероятными состояниями являются те, в которых вещество рассеяно по всему объему, а не по частям его, то при смешении двух различных жидкостей энтропия всегда возрастает. Это означает, другими словами, что термодинамическая вероятность состояния однородной смеси намного выше вероятности состояния разделенных веществ. [c.144]

Принять, что эти сплавы представляют идеальные твердые растворы во всем интервале составов, можно только при наличии прямых экспериментальных доказательств. Так, для системы никель — медь смешение с образованием сплава идет с поглощением тепла, АЯ — 460 шл-г-атом . Хотя при высоких температурах энтропия достаточно велика, чтобы обеспечить однородность состава, при низких температурах может происходить разделение с образованием двухфазной системы. Захтлер наблюдал такое разделение примерно при 200—300°. В результате последовательного добавления до 18% никеля к меди образуется однофазная система, представляющая комплекс состава 18% N1 — 82% Си, а дальнейшее увеличение содержания никеля ведет к образованию двухфазной системы, состоящей из никеля и комплекса никеля и меди. Захтлер сделал еще один важный вывод он установил, что ввиду более высокой способности меди к ди(] узии этот комплекс не распределяется в массе никеля равномерно, а имеет тенденцию накапливаться у поверхности. Возможно также, что свободная поверхностная энергия никеля понижается благодаря присутствию капиллярноактивного комплекса. Таким образом, небольшого количества комплекса достаточно для того, чтобы покрыть никель, и только при большом содержании никеля соприкасающаяся с газовой фазой поверхность состоит из никеля и участков, занятых комплексом меди и никеля, число которых убывает. Согласно этому представлению, сплавы никель —медь должны показывать три области соотношений состав —каталитическая активность первой из них соответствует система с содержанием N1 от О до 18%, активность ее меняется с изменением температуры вторая область соответствует системе с содержанием N1 от 18% до очень большого количества, активность ее постоянна третьей области соответствует система, активность которой изменяется с возрастанием [c.49]

Так как всегда Ху щ Х2 меньше единицы, то логарифмы отрицательны Д5>0. Это значит, чтЬ смешение газов сопровождается ростом энтропии оно идет самопроизвольно, но обратное самопроизвольное разделение смеси невозможно. [c.320]

Таким образом, для односещионных колонн, продукты которых содержат все компоненты разделяемой смеси, фигуративные точки продуктов лежат на прямой, проходяш,ей через равновесную ноду жидкой фазы питания. Линейная зависимость концентраций компонентов в продуктах разделения от флегмового числа Н (или от парового числа 5) вытекает непосредственно из уравнений ( .1) — (У.2) при х 1в=Х1р (или х т = = Х1р). Таким образом, возможность осуществления процесса адиабатической ректификации идеальной смеси при наличии всех компонентов в продукте с сохранением одной зоны постоянных концентраций в секции б районе иитаппя при составе Х 1=Х1Р вытекает из сопоставления с процессом обратимой ректификации. Такой процесс адиабатической ректификации возможен, поскольку во всех сечениях колонны, кроме сечения питания, потоки пара и жидкости больше, чем в обратимом процессе с тем же составом продукта, т. е. движущая сила процесса ректификации (разность между равновесными и рабочими концентрациями) больше нуля. С другой стороны, инвариантность состава в зоне постоянных концентраций по отношению к флегмовому числу при рассматриваемых режимах (Х = Х1р) вытекает из принципа максимальной работы (энтропии) разделения при заданных энергозатратах. Если допустить, что Х1 фХ1Р, то возникнет термодинамическая необратимость при смешении потока питания с внутренними потоками колонны и работа разделения уменьшится. [c.153]

Статистический расчет энтропии смешения молекул первого типа и щ молекул второго типа может быть произведен следуюш,им приближенным способом. Рассмотрим решетку, состоящую из i + 2 ячеек, в каждой из которых может поместиться одна молекула любого типа. Число способов размещения п п молекул в решетке, очевидно, равно + Согласно уравнению Больцмана (11а) энтропия S такой системы равна k In ( i-i- ,) Это уравнение дает энтропию произвольного смешения молекул первого типа с п молекулзлми второго типа. Если теперь разделить эти молекулы так, чтобы молекулы первого типа могли занять только Пу ячеек решетки, то число способов размещения всех молекул будет nj пЛ-, по уравнению Больцмана получим энтропию системы с разделенными молекулами, равную k In пу пл). Отсюда рост энтропии при Смешении можно выразить следующим уравле- [c.151]

Рассмотрим процесс самопроизвольного смешения двух газов. Пусть в двух частях объема, разделенного перегородкой г (рис. 86, а), находится п молей первого газа и 2 молей второго газа при р, 7= onst. Общая энтропия системы [c.154]

Др. особенность Р. п.-понижение совместимости компонентов из-за того, что энтропия смешения снижается при соединении мономеров в единую цепь. Полное смешение полимеров с изкомол. р-рителями возможно лишь в определенном интервале т-р. Вне этого интервала взаимная р-римость компонентов становится ограниченной и происходит разделение Р.п. на две фазы, сосуществующие в равновесии. [c.189]

Вообще, как справедливо отмечают авторы работы, причины разделения па три фазы нельзя считать в данном случае точно установленными. Что касается распада гомогенного раствора на две фазы, то авторы дают следующее объяснение этому явлению (в соответствии с тем, что уже говорилось в предадущих главах). Разделение происходит в тех случаях, когда взаимодействие между одноименными молекулами достаточно велико, чтобы превысить энтропию смешения гомогенной фазы. Для полимеров энтропия смешения иже, чем для низкомолекулярных соединений. Энтропия смешения полимеров уменьшается с увеличением молекулярного веса. Следовательно, высокомолекулярные полимерные компоненты будут отделяться при более высокой температуре, чем низкомолекулярные. Еслн такая смесь разделяется, то она образует умеренно концентрированный раствор полимера и практически чистый растворитель. При отделении растворенного вещества с молекулярным весом 540 000 нет большого различия, является ли фаза растворителя чистой или содержит относительно небольшое количество макромолекул с молекулярным ве- [c.144]

В процессе ректификации происходит, с одной стороны, изменение энтропии потоков внутри колонны, а с другой стороны, изменение энтропии источника (в кипятильнике) и приемника (в дефлегматоре) тепла. Энтропия потоков внутри ректификационной колонны уменьшается (энтропия. продуктов меньше энтропии сырья). Энтропия источника и приемника тепла в сумме увеличивается за счет передачи тепла от источника с высокой температурой к приемнику с низкой температурой. Во всех реальных процессах ректификации увеличение энтропии за счет передачи тепла значительно больше, чем ее уменьшение в самом процессе ректификации за счет процесса разделения. Таким образом, в целом происходит увеличение энтропии, связанное с различными источниками термодинамических потерь (неравновесность на тарелках, смешение потоков в питании и на концах киаи иы, гидраалпчсскг " сппротит лення температурные напоры в теплообменниках и т.д.). [c.62]

Рассмотрим смысл членов в уравнении (4.2). Первый член в правой части представляет собой теплоту смешения по Ван-Лаа-ру , а второй — выражает уменьшение энтропии в процессе мик-рофазового разделения в объеме, доступном блоку в пределах объемной доли рассматриваемой фазы. Третий член справа характеризует дополнительное уменьшение энтропии, вызванное иммобилизацией связей А—В на границе раздела фаз. Последний член справа отличен от нуля для сополимеров с тремя или более блоками благодаря чередованию идентичных блоков в полиблочных истемах. [c.125]

Мак-Найт и другие [25] считают пару полимеров термодинамически совместимой, если AGm — энергия Гиббса смешения единицы массы отрицательна для некоторого значения параметра S, характеризующего степень смешения. Умножение степени полимеризации на s даст размер среднего кластера (s = 1), когда он соответствует размеру полимерной молекулы. Если смешение проходит на сегментальном уровне, s 0. При s 1 происходит фазовое разделение. Для всех значений s AGm < О при АНт < О, что редко достигается. Размер среднего кластера зависит и от относительного вклада энтропии смешения, приходящейся на сегмент (ASm). Энтропийным фактором определяется возможность смешения при АЯ > 0. Оказалось, что AGm может быть мрпьые нуля при О < s < 1. Авторы [25] показали, что с уменьшением s величина ASm сначала возрастает за счет увеличения числа возможных конформаций сегментов, а затем уменьшается из-за ограничения числа возможных конформаций при смешении на сегментальном уровне. [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология