16.3: Entropy

Last updated
Save as PDF

Page ID: 188701

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

Eleza entropy
Eleza uhusiano kati ya entropy na idadi ya microstates
Kutabiri ishara ya mabadiliko ya entropy kwa michakato ya kemikali na kimwili

Katika 1824, akiwa na umri wa miaka 28, Nicolas Léonard Sadi Carnot (Kielelezo 16.7) alichapisha matokeo ya utafiti wa kina kuhusu ufanisi wa inji za joto za mvuke. Mapitio ya baadaye ya matokeo ya Carnot na Rudolf Clausius ilianzisha mali mpya ya thermodynamic inayohusiana na mtiririko wa joto unaoongozana na mchakato wa joto ambalo mchakato unafanyika. Mali hii mpya ilielezwa kama uwiano wa joto la kubadilishwa (q _rev) na joto la kelvin (T). Katika thermodynamics, mchakato wa kurekebishwa ni moja ambayo hufanyika kwa kiwango cha polepole ambacho ni daima katika usawa na mwelekeo wake unaweza kubadilishwa (inaweza “kuachwa”) na mabadiliko madogo madogo katika hali fulani. Kumbuka kwamba wazo la mchakato wa kurekebishwa ni utaratibu unaohitajika kusaidia maendeleo ya dhana mbalimbali za thermodynamic; hakuna michakato halisi inayoweza kubadilishwa kweli, badala yake huwekwa kama haiwezi kurekebishwa.

Kielelezo 16.7 (a) Utafiti wa Nicholas Léonard Sadi Carnot katika mashine za mvuke na (b) utafiti wa baadaye wa Rudolf Clausius wa matokeo hayo yalisababisha uvumbuzi wa msingi kuhusu michakato ya mtiririko wa joto.

Sawa na mali nyingine za thermodynamic, kiasi hiki kipya ni kazi ya serikali, hivyo mabadiliko yake inategemea tu juu ya majimbo ya awali na ya mwisho ya mfumo. Mnamo mwaka wa 1865, Clausius aliita jina hili entropy (S) na kuelezea mabadiliko yake kwa mchakato wowote kama yafuatayo:

Δ S = \frac{q_{rev}}{T}

Mabadiliko ya entropy kwa mchakato halisi, usioweza kurekebishwa ni sawa na ile kwa mchakato wa kubadilishwa wa kinadharia unaohusisha majimbo sawa ya awali na ya mwisho.

Entropy na Microstates

Kufuatia kazi ya Carnot na Clausius, Ludwig Boltzmann alianzisha mfano wa takwimu za molekuli ambao ulihusisha entropy ya mfumo kwa idadi ya microstates (W) inayowezekana kwa mfumo. Microstate ni usanidi maalum wa maeneo yote na nguvu za atomi au molekuli zinazounda mfumo. Uhusiano kati ya entropy ya mfumo na idadi ya microstates iwezekanavyo ni

S = k juu ya W

ambapo k ni mara kwa mara ya Boltzmann, 1.38 $\times$ 10 ^-23 J/K.

Kama kwa kazi nyingine za serikali, mabadiliko katika entropy kwa mchakato ni tofauti kati ya maadili yake ya mwisho (S _f) na ya awali (S _i):

Δ S = S_{f} - S_{i} = k juu ya W_{f} - k juu ya W_{i} = k juu ya \frac{W_{f}}{W_{i}}

Kwa michakato inayohusisha ongezeko la idadi ya microstates, W _f > W _i, entropy ya mfumo huongezeka na Δ S> 0. Kinyume chake, taratibu zinazopunguza idadi ya microstates, W _f <W _i, hutoa kupungua kwa entropy ya mfumo, Δ S <0. Hii tafsiri molekuli wadogo ya entropy hutoa kiungo kwa uwezekano kwamba mchakato kutokea kama mfano katika aya ya.

Fikiria kesi ya jumla ya mfumo zikiwemo N chembe kusambazwa kati ya masanduku n. Idadi ya microstates iwezekanavyo kwa mfumo kama huo ni n ^N. Kwa mfano, kusambaza chembe nne kati ya masanduku mawili ^{itasababisha 2 4} = 16 microstates tofauti kama ilivyoonyeshwa kwenye Mchoro 16.8. Microstates yenye mipangilio sawa ya chembe (bila kuzingatia utambulisho wa chembe ya mtu binafsi) ni makundi pamoja na huitwa mgawanyo. Uwezekano kwamba mfumo utakuwapo na vipengele vyake katika usambazaji uliotolewa ni sawia na idadi ya microstates ndani ya usambazaji. Kwa kuwa entropy huongezeka kwa logarithmically na idadi ya microstates, usambazaji unaowezekana zaidi kwa hiyo ni moja ya entropy kubwa zaidi.

Safu tano za michoro zinazoonekana kama dhumna zinaonyeshwa na kinachoitwa a, b, c, d, na e. mstari a ina “domino” moja ambayo ina dots nne upande wa kushoto, nyekundu, kijani, bluu na njano katika muundo clockwise kutoka juu kushoto, na hakuna dots upande wa kulia. Row b ina “dominos” nne, kila mmoja na dots tatu upande wa kushoto na nukta moja upande wa kulia. Ya kwanza inaonyesha “domino” yenye kijani, njano na bluu upande wa kushoto na nyekundu upande wa kulia. “Domino” ya pili ina njano, bluu na nyekundu upande wa kushoto na kijani upande wa kulia. “Domino” ya tatu ina nyekundu, kijani na njano upande wa kushoto na bluu upande wa kulia ilhali ya nne ina nyekundu, kijani na bluu upande wa kushoto na njano upande wa kulia. Row c ina “dominos” sita, kila mmoja na dots mbili upande wowote. Ya kwanza ina nyekundu na kijani upande wa kushoto na bluu na njano upande wa kulia. Ya pili ina nyekundu na buluu upande wa kushoto na kijani na njano upande wa kulia ilhali ya tatu ina njano na nyekundu upande wa kushoto na kijani na buluu upande wa kulia. Ya nne ina kijani na bluu upande wa kushoto na nyekundu na njano upande wa kulia. Ya tano ina kijani na njano upande wa kushoto na nyekundu na bluu upande wa kulia. Ya sita ina buluu na njano upande wa kushoto na kijani na nyekundu upande wa kulia. Row d ina nne “dominos,” kila mmoja na nukta moja upande wa kushoto na tatu upande wa kulia. “Domino” ya kwanza ina nyekundu upande wa kushoto na bluu, kijani na njano upande wa kulia. Ya pili ina kijani upande wa kushoto na nyekundu, njano na bluu upande wa kulia. Ya tatu ina bluu upande wa kushoto na nyekundu, kijani na njano upande wa kulia. Ya nne ina njano upande wa kushoto na nyekundu, kijani na bluu upande wa kulia. Row e ina 1 “domino” isiyo na dots upande wa kushoto na dots nne upande wa kulia ambazo ni nyekundu, kijani, bluu na njano.

Kielelezo 16.8 Microstates kumi na sita zinazohusiana na kuweka chembe nne katika masanduku mawili zinaonyeshwa. Microstates hukusanywa katika mgawanyo tano - (a), (b), (c), (d), na (e) - kulingana na idadi ya chembe katika kila sanduku.

Kwa mfumo huu, usanidi unaowezekana zaidi ni mojawapo ya microstates sita zinazohusiana na usambazaji (c) ambapo chembe zinashirikiwa sawasawa kati ya masanduku, yaani, usanidi wa chembe mbili katika kila sanduku. Uwezekano wa kupata mfumo katika usanidi huu ni $\frac{6}{16}$ au $\frac{3}{8} .$ Configuration angalau uwezekano wa mfumo ni moja ambayo chembe zote nne ziko katika sanduku moja, sambamba na mgawanyo (a) na (e), kila mmoja ana uwezekano wa $\frac{1}{16} .$ Uwezekano wa kupata chembe zote katika sanduku moja tu (ama sanduku la kushoto au sanduku la kulia) ni basi $(\frac{1}{16} + \frac{1}{16}) = \frac{2}{16}$ au $\frac{1}{8} .$

Unapoongeza chembe zaidi kwenye mfumo, idadi ya microstates iwezekanavyo huongezeka kwa kiasi kikubwa (2 ^N). Mfumo wa macroscopic (ukubwa wa maabara) ungekuwa na kawaida hujumuisha moles ya chembe (N ~ 10 ²³), na idadi inayofanana ya microstates itakuwa kubwa sana. Bila kujali idadi ya chembe katika mfumo, hata hivyo, mgawanyo ambao idadi sawa ya chembe hupatikana katika kila sanduku daima ni maandalizi yanayotarajiwa.

Mfano huu wa kutawanyika kwa entropy mara nyingi huelezwa kwa ubora kwa suala la ugonjwa wa mfumo. Kwa maelezo haya, microstates ambazo chembe zote ziko katika sanduku moja ni zilizoagizwa zaidi, hivyo zina entropy ndogo. Microstates ambayo chembe ni zaidi sawasawa kusambazwa kati ya masanduku ni zaidi disordered, kuwa na entropy kubwa.

Maelezo ya awali ya gesi bora kupanua ndani ya utupu (Kielelezo 16.4) ni mfano wa macroscopic wa mfano huu wa chembe-katika-sanduku. Kwa mfumo huu, usambazaji unaowezekana zaidi unathibitishwa kuwa moja ambayo suala hilo linaenea kwa usawa au kusambazwa kati ya flasks mbili. Awali, molekuli za gesi zimefungwa kwenye moja tu ya flasks mbili. Kufungua valve kati ya flasks huongeza kiasi kinachopatikana kwa molekuli za gesi na, sawasawa, idadi ya microstates iwezekanavyo kwa mfumo. Tangu W _f > W _i, mchakato wa upanuzi unahusisha ongezeko la entropy (Δ S> 0) na ni kwa hiari.

Njia kama hiyo inaweza kutumika kuelezea mtiririko wa joto. Fikiria mfumo unao na vitu viwili, kila mmoja una chembe mbili, na vitengo viwili vya nishati ya joto (iliyowakilishwa kama “*”) katika Mchoro 16.9. Kitu cha moto kinajumuisha chembe A na B na awali kina vitengo vyote vya nishati. Kitu cha baridi kinajumuisha chembe C na D, ambazo awali hazina vitengo vya nishati. Usambazaji (a) inaonyesha microstates tatu iwezekanavyo kwa hali ya awali ya mfumo, na vitengo vyote vya nishati zilizomo ndani ya kitu cha moto. Ikiwa moja ya vitengo viwili vya nishati huhamishwa, matokeo yake ni usambazaji (b) yenye microstates nne. Ikiwa vitengo vyote vya nishati vinahamishwa, matokeo ni usambazaji (c) unao na microstates tatu. Hivyo, tunaweza kuelezea mfumo huu kwa jumla ya microstates kumi. Uwezekano kwamba joto haliingii wakati vitu viwili vinawasiliana, yaani, kwamba mfumo unabaki katika usambazaji (a), ni $\frac{3}{10} .$ Uwezekano mkubwa zaidi ni mtiririko wa joto ili kuzalisha moja ya usambazaji mwingine wawili, uwezekano wa pamoja kuwa $\frac{7}{10} .$ Matokeo ya uwezekano mkubwa ni mtiririko wa joto ili kuzalisha usambazaji wa sare wa nishati unaowakilishwa na usambazaji (b), uwezekano wa usanidi huu kuwa $\frac{4}{10} .$ Hii inasaidia uchunguzi wa kawaida kwamba kuweka vitu vya moto na baridi katika matokeo ya mawasiliano katika mtiririko wa joto wa pekee ambao hatimaye unalinganisha joto la vitu. Na, tena, mchakato huu wa pekee pia unahusishwa na ongezeko la entropy ya mfumo.

Safu tatu zilizoandikwa a, b, na c zinaonyeshwa na kila moja ina mstatili na pande mbili ambapo upande wa kushoto umeandikwa, “A,” na “B,” na haki inaitwa, “C,” na “D.” Row a ina mstatili tatu ambapo kwanza ina nukta juu na chini ya herufi A, ya pili ina nukta juu ya A na B, na ya tatu ambayo ina nukta juu na chini ya herufi B. Row b ina mstatili nne; kwanza ina nukta juu ya A na C, ya pili ina nukta juu ya A na D, ya tatu ina nukta juu ya B na C na ya nne ina nukta juu B na D. Row c ina mstatili tatu; kwanza ina nukta juu na chini ya herufi C, ya pili ina nukta juu ya C na D na ya tatu ina nukta juu na chini ya herufi D.

Kielelezo 16.9 Hii inaonyesha mfano wa microstate unaoelezea mtiririko wa joto kutoka kwenye kitu cha moto hadi kitu cha baridi. (a) Kabla ya mtiririko wa joto hutokea, kitu kilicho na chembe A na B kina vitengo vyote vya nishati na kama inawakilishwa na usambazaji wa microstates tatu. (b) Ikiwa mtiririko wa joto husababisha usambazaji hata wa nishati (kitengo kimoja cha nishati kilihamishwa), usambazaji wa matokeo ya microstates nne. (c) Ikiwa vitengo vyote vya nishati vinahamishwa, usambazaji unaofuata una microstates tatu.

Mfano 16.2

Uamuzi wa Δ S

Tumia mabadiliko katika entropy kwa mchakato ulioonyeshwa hapa chini.

Mchoro unaonyesha mstatili mmoja wenye pande mbili ambao una dots nne, nyekundu, kijani, njano na bluu zilizoandikwa upande wa kushoto. Mshale unaoelekea kulia unasababisha rectangles sita zaidi ya upande mmoja, kila mmoja ana dots mbili upande wa kushoto na wa kulia. Mstatili wa kwanza una dot nyekundu na kijani upande wa kushoto na buluu na njano upande wa kulia, wakati wa pili unaonyesha nyekundu na buluu upande wa kushoto na kijani na njano upande wa kulia. Mstatili wa tatu una nukta nyekundu na njano upande wa kushoto na buluu na kijani upande wa kulia, wakati wa nne unaonyesha kijani na buluu upande wa kushoto na nyekundu na njano upande wa kulia. Mstatili wa tano una nukta ya njano na kijani upande wa kushoto na buluu na nyekundu upande wa kulia, ilhali ya sita inaonyesha njano na buluu upande wa kushoto na kijani na nyekundu upande wa kulia.

Suluhisho

Idadi ya awali ya microstates ni moja, sita ya mwisho:

Δ S = k juu ya \frac{W_{c}}{W_{a}} = 1.38 \times 10^{-23} J/K \times juu ya \frac{6}{1} = 2.47 \times 10^{-23} J/K

Ishara ya matokeo haya ni sawa na matarajio; kwa kuwa kuna microstates zaidi iwezekanavyo kwa hali ya mwisho kuliko hali ya awali, mabadiliko katika entropy yanapaswa kuwa chanya.

Angalia Kujifunza Yako

Fikiria mfumo ulioonyeshwa kwenye Mchoro 16.9. Je! Ni mabadiliko gani katika entropy kwa mchakato ambapo nishati zote zinahamishwa kutoka kwenye kitu cha moto (AB) hadi kitu cha baridi (CD)?

Jibu:

0 J/K

Kutabiri Ishara ya Δ S

Mahusiano kati ya entropy, microstates, na juu/usambazaji wa nishati ilivyoelezwa hapo awali inaruhusu sisi kufanya generalizations kuhusu entropies jamaa ya vitu na kutabiri ishara ya mabadiliko entropy kwa michakato ya kemikali na kimwili. Fikiria mabadiliko ya awamu yaliyoonyeshwa kwenye Mchoro 16.10. Katika awamu imara, atomi au molekuli ni vikwazo kwa nafasi karibu fasta kwa heshima kwa kila mmoja na ni uwezo wa oscillations tu kawaida kuhusu nafasi hizi. Kwa maeneo ya kimsingi ya kudumu kwa chembe za sehemu za mfumo, idadi ya microstates ni ndogo. Katika awamu ya kiowevu, atomi au molekuli ni huru kusogea juu na kuzunguka kila mmoja, ingawa zinabaki katika ukaribu wa karibu sana na kila mmoja. Hii kuongezeka kwa uhuru wa mwendo husababisha tofauti kubwa katika maeneo ya chembe iwezekanavyo, hivyo idadi ya microstates ni sawa zaidi kuliko kwa imara. Matokeo yake, S _kioevu> S _imara na mchakato wa kubadili dutu kutoka imara hadi kioevu (kuyeyuka) ina sifa ya ongezeko la entropy, Δ S> 0. Kwa mantiki hiyo, mchakato wa kurudi (kufungia) unaonyesha kupungua kwa entropy, Δ S <0.

Tatu flasks stoppered ni umeonyesha kwa kulia na kushoto yanayowakabili mishale katika kati ya kila; kwanza ni kinachoitwa juu kama, “delta S kubwa kuliko 0,” na chini kama, “delta S chini ya 0,” wakati wa pili ni kinachoitwa juu kama, “delta S kubwa kuliko 0,” na chini kama, “delta S chini ya 0.” Mshale mrefu, unaoelekea kulia unafanywa juu ya flasks zote na kinachoitwa, “Kuongezeka kwa entropy.” Flaski ya kushoto ina chembe ishirini na saba zilizopangwa katika mchemraba chini ya chupa na kinachoitwa, “Crystalline imara,” chini. Flaski ya kati ina chembe ishirini na saba zilizotawanyika kwa nasibu chini ya chupa na kinachoitwa, “Kioevu,” chini. Flaski ya haki ina chembe ishirini na saba zilizotawanyika ndani ya chupa na kusonga haraka na kinachoitwa, “Gesi,” chini.

Kielelezo 16.10 Entropy ya ongezeko la dutu (Δ S> 0) kama inabadilika kutoka imara iliyoamriwa, hadi kioevu kilichoamriwa kidogo, na kisha kwa gesi isiyoagizwa chini. Entropy inapungua (Δ S <0) kadiri dutu hii inabadilika kutoka gesi hadi kiowevu halafu kuwa imara.

Sasa fikiria awamu ya gesi, ambayo idadi fulani ya atomi au molekuli inachukua kiasi kikubwa zaidi kuliko katika awamu ya kioevu. Kila atomi au molekuli inaweza kupatikana katika maeneo mengi zaidi, sambamba na idadi kubwa zaidi ya microstates. Kwa hiyo, kwa dutu yoyote, S _gesi> _S kioevu> S _imara, na taratibu za uvukizi na usawazishaji vivyo hivyo huhusisha ongezeko la entropy, Δ S> 0. Vivyo hivyo, mabadiliko ya awamu ya usawa, condensation na utuaji, huhusisha kupungua kwa entropy, Δ S <0.

Kwa mujibu wa nadharia ya kinetic-Masi, joto la dutu ni sawa na nishati ya wastani ya kinetic ya chembe zake. Kuongeza joto la dutu itasababisha vibrations kina zaidi ya chembe katika yabisi na tafsiri ya haraka zaidi ya chembe katika vinywaji na gesi. Katika joto la juu, usambazaji wa nguvu za kinetic kati ya atomi au molekuli ya dutu hii pia ni pana (zaidi kutawanyika) kuliko joto la chini. Hivyo, entropy kwa dutu yoyote huongezeka kwa joto (Kielelezo 16.11).

Grafu mbili zinaonyeshwa. Y-mhimili wa grafu ya kushoto imeandikwa, “Sehemu ya molekuli,” wakati x-axis inaitwa, “Velocity, v (m/ s),” na ina maadili ya 0 hadi 1,500 pamoja na mhimili na nyongeza za 500. Mistari minne imepangwa kwenye grafu hii. Ya kwanza, iliyoandikwa, “100 K,” inazunguka 200 m/s wakati wa pili, iliyoandikwa, “200 K,” kilele karibu na m 300/s na ni kidogo chini kwenye mhimili wa y kuliko wa kwanza. Mstari wa tatu, ulioandikwa, “500 K,” huzunguka karibu 550 m/s na ni chini kuliko mbili za kwanza kwenye mhimili wa y. Mstari wa nne, ulioandikwa, “1000 K,” huzunguka karibu na 750 m/s na ni ya chini kabisa ya nne kwenye mhimili wa y. Kila mstari kupata inazidi pana. Grafu ya pili ina y-axis iliyoandikwa, “Entropy, S,” na mshale unaoelekea juu na mstari wa x-axis, “Joto (K),” na mshale unaoelekea kulia. Grafu ina nguzo tatu zilizowekwa sawa kwa nyuma, zilizoandikwa, “Mango,” “Kioevu,” na, “Gesi,” kutoka kushoto kwenda kulia. Mstari unaenea kidogo zaidi kupitia safu ya kwanza katika mwelekeo mdogo zaidi, kisha huenda moja kwa moja juu katika mpito kati ya nguzo mbili za kwanza. Katika kisha unaendelea katika mwelekeo kidogo zaidi kwa njia ya safu ya pili, kisha huenda juu kwa kasi kati ya nguzo ya pili na ya tatu, kisha inaendelea katika mwelekeo kidogo zaidi kwa mara nyingine tena. Mkoa wa kwanza wa wima wa mstari huu umeandikwa, “Kuyeyuka,” na pili inaitwa, “Kuchemsha.”

Kielelezo 16.11 Entropy huongezeka kama joto la dutu linafufuliwa, ambalo linalingana na kuenea zaidi kwa nguvu za kinetic. Wakati dutu inakabiliwa na mabadiliko ya awamu, entropy yake inabadilika kwa kiasi kikubwa.

Unganisha na Kujifunza

Jaribu simulator hii na taswira ya maingiliano ya utegemezi wa eneo la chembe na uhuru wa mwendo juu ya hali ya kimwili na joto.

Entropy ya dutu huathiriwa na muundo wa chembe (atomi au molekuli) zinazounda dutu. Kuhusu dutu atomiki, atomi nzito huwa na entropy kubwa katika joto lililopewa kuliko atomi nyepesi, ambayo ni matokeo ya uhusiano kati ya wingi wa chembe na nafasi ya viwango vya nishati za kutafsiri (mada zaidi ya upeo wa maandishi haya). Kwa molekuli, idadi kubwa ya atomi huongeza idadi ya njia ambazo molekuli zinaweza kutetemeka na hivyo idadi ya microstates iwezekanavyo na entropy ya mfumo.

Hatimaye, tofauti katika aina ya chembe huathiri entropy ya mfumo. Ikilinganishwa na dutu safi, ambayo chembe zote zinafanana, entropy ya mchanganyiko wa aina mbili au zaidi tofauti za chembe ni kubwa zaidi. Hii ni kwa sababu ya mwelekeo wa ziada na mwingiliano unaowezekana katika mfumo unaojumuisha vipengele visivyofanana. Kwa mfano, wakati imara hupasuka katika kioevu, chembe za uzoefu imara ni uhuru mkubwa wa mwendo na mwingiliano wa ziada na chembe za kutengenezea. Hii inalingana na usambazaji wa sare zaidi wa suala na nishati na idadi kubwa ya microstates. Kwa hiyo mchakato wa kufutwa unahusisha ongezeko la entropy, Δ S> 0.

Kuzingatia mambo mbalimbali yanayoathiri entropy inatuwezesha kufanya utabiri sahihi wa ishara ya Δ S kwa michakato mbalimbali ya kemikali na kimwili kama ilivyoonyeshwa katika Mfano 16.3.

Mfano 16.3

Kutabiri Ishara ya S

Kutabiri ishara ya mabadiliko ya entropy kwa michakato ifuatayo. Eleza sababu ya kila utabiri wako.

(a) Maji moja ya kioevu kwenye joto la kawaida $⟶$ maji moja ya kioevu mole saa 50 °C

(b) ${Ag}^{+} (a q) + {Cl}^{-} (a q) ⟶ AgCl (s)$

(d) ${NH}_{3} (s) ⟶ {NH}_{3} (l)$

Suluhisho

(a) chanya, ongezeko la joto

(b) hasi, kupunguza idadi ya ions (chembe) katika suluhisho, kupungua kwa kutawanyika kwa suala

(d) chanya, awamu ya mpito kutoka imara hadi kioevu, ongezeko la wavu katika kutawanyika kwa suala

Angalia Kujifunza Yako

Kutabiri ishara ya mabadiliko ya entropy kwa michakato ifuatayo. Kutoa sababu ya utabiri wako.

(a) ${nano}_{3} (s) ⟶ {Na}^{+} (a q) + {HAPANA}_{3}^{-} (a q)$

(b) kufungia maji ya kioevu

(d) ${CaCO}_{3} (s) ⟶ CaO (s) + {USHIRIKIANO}_{2} (g)$

Jibu:

(a) Chanya; Imara hupasuka ili kuongeza ongezeko la ions za simu katika suluhisho. (b) hasi; Kioevu inakuwa imara zaidi kuamuru. (c) Chanya; kiasi kuamuru imara inakuwa gesi. (d) Chanya; Kuna ongezeko la wavu katika kiasi cha aina za gesi.