Page 20 - 130

19

Так, зміна ентропії при плавленні 2 молів льоду (мольна теплота
плавлення 6009,48 Дж/моль) при 273,15 К рівна:
  пл 2 6009 . 48 Дж
 S    44 0 . .
Тпл 273 . 15 моль К
Якщо оборотній процес проходить не ізотермічно, то розрахунок зміни
ентропій проводять за рівнянням:
T 2
 S  C ln , (1.14)
T 1
де С – молярна теплоємність.
Наприклад, зміна ентропії при оборотному нагріванні 1 моля води
(молярна теплоємність води 75,2 Дж/моль·К) від 10º до 60ºС:
333 , 15 Дж
 S  75 2 ,  ln  12 , 23 .
283 , 15 моль К
Зміна ентропії складного процесу, що складається з кількох стадій,
дорівнює сумі змін ентропій кожної окремої стадії цього процесу.
Так, зміна ентропії при зворотному перетворенні 1 моля льоду при
температурі –5ºС в пару при 130ºС дорівнює сумі змін ентропій п’яти стадій:
1) нагрівання льоду від –5 до 0ºС, S 1;
2) плавлення льоду, S 2;
3) нагрівання води від 0 до 100º, S 3;
4) випаровування води, S 4;
5) нагрівання пари від 100 до 130º, S 5.
Зміну ентропії в 1, 3 і 5 стадіях розраховують за рівнянням:

T
 S  C ln 2 ,
T 1

а в 2 і 4 стадіях:

 S  .
T

1.2.5 Вільна енергія і напрямок хімічних реакцій
Для ізольованих систем напрямок того чи іншого процесу визначається
процесом вирівнювання будь-якого фактора інтенсивності (температура, тиск,
концентрація). Як було показано, зміна ентропії позитивна, якщо процес
самочинний, і рівна нулю, якщо процес оборотній. Ці критерії не можуть бути
використані для закритих систем. Тут критерієм напрямку процесу могла би
служити робота. Так, розглядаючи рівняння першого закону термодинаміки
можна записати:

Q  dU   W  dU  PdV   W , (1.15)
де dW ─ сума всіх елементарних робіт, або в загальному випадку роботи
розширення рdV і роботи dW΄ – проти електричних, магнітних та інших сил