Методи розрахунків ентропії речовин і зміни ентропії

процесів (реакцій)

Зміну ентропії при фазовому перетворенні речовини (DS_ф.п.) можна визначити за рівнянням

, (4.1)

де DН_ф.п.(Q_ф.п.) – теплота фазового перетворення, Дж/моль; Т_ф.п. – температура фазового перетворення, К.

Ентропію речовини при будь-якій температурі можна визначити з наступних міркувань:

; ;

; ;

; . (4.5)

Рівняння (4.5) можна розв'язати як за допомогою емпіричного ступеневого ряду

, (4.6)

так і через функції тепловмісту і приведеної енергії Гіббса

, (4.7)

де - приведена енергія Гіббса, Дж/(моль×К); - тепловміст, кДж/моль.

Приведена енергія Гіббса для багатьох речовин наводиться в довідниках (табл. Д.4).

Якщо в інтервалі температур від 298 до Т К має місце фазове перетворення, треба користуватись рівнянням (4.7), бо рівняння (4.6) у цьому випадку набуває вигляду

. (4.8)

Як вже вказувалось, для визначення напрямку хімічної реакції в ізольованій системі треба розраховувати зміну ентропії реакції (DS). Розглянемо цей випадок на прикладі одержання цинку пірометалургійним методом. У цьому випадку цинкову руду випалюють до оксиду цинку, останній змішують з коксом і нагрівають до 1370-1470 К. При цьому відбувається реакція

ZnO + C = Zn + CO,

зміна ентропії якої при сталій температурі буде дорівнювати

При визначенні S_Т,і за допомогою емпіричного ступеневого ряду теплоємкості одержимо рівняння

, (4.9)

де - зміна стандартної ентропії реакції, Дж/К; Dа, Dв, Dс і Dс' – зміна коефіцієнтів емпіричного ступеневого ряду.

Якщо ж визначити S_Т,і через тепловміст і приведену енергію Гіббса, зміна ентропії реакції виражається рівнянням

, (4.10)

де - зміна тепловмісту у ході реакції, кДж; - зміна приведеної енергії Гіббса, Дж/К.

Наведені рівняння визначення DS_Т (4.9-4.10) придатні як для оборотних, так і необоротних процесів. Це є наслідком властивості ентропії як функції стану системи, бо зміна функції стану від шляху процесу не залежить.

Date: 2015-05-08; view: 574; Нарушение авторских прав