vastava oleku saavutamise teest. Tööd kulumata ei saa soojust üle viia külmemalt kehalt soojemale. Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab ajas. Tuleb teha kindlaks, missugused tegurid tõstavad süsteemi entroopiat. Temperatuuri tõusuga kaasneb süsteemi korrapära vähenemine, kuna molekulid hakkavad rohkem (energilisemalt, kiiremini) liikuma. Süsteemi korrapära väheneb ka aine jaotumisel suuremasse ruumalasse või segunemisel. Faasiülemineku entroopiamuut Aurustumisega kaasneb alati aine korrapära kahanemine, seega on aurustumise entroopiamuut alati positiivne. Analoogiliselt saab arvutada ka sulamise entroopiamuudu, mis on samuti alati positiivne ja väiksem kui aurustumise entroopiamuut. Keskkonna entroopiamuut Terve rida protsesse näib eiravat TD II seadust (näiteks vesi külmub). Tuleb meeles pidada, et TD II seadus kehtib isoleeritud süsteemi kohta, s.t sellist
Isoleeritud süsteemis toimuvad iseeneslikud protsessid entroopia kasvu suunas. III seadus väidab, et absoluutsel nulltemperatuuril entroopia võrdub nulliga. Annab aluse ainete absoluutsete entroopiate leidmiseks. 10. Carnot ringprotsess. Carnot’ ringprotsessi kui soojusmasina analüüsist tulenevad järeldused. Soojusmasina (Carnot’ ringprotsessi) kasutegur. Soojuspump. Entroopia. Spontaanne muutus, entroopia ja korrapäratus, entroopiamuut. Standardsed molaarsed entroopiad ja reaktsioonientroopiad. Globaalne entroopiamuut. Keskkond. Summaarne entroopiamuut. Entroopia sõltuvus temperatuurist. Carnot ringprotsess on ideaalmudel termodünaamika II seaduse kirjeldamiseks. 1 mool ideaalset gaasi paisub isotermiliselt ja adiabaatiliselt ning seejärel surutakse kokku isotermiliselt ning adiabaatiliselt nii, et gaasi lõppolek vastab gaasi algolekule. Kõik protsessid on pöörduvad.
absoluutsel nulltemperatuuril on võrdne nulliga. Lühidalt: see seadus selgitab T = 0 K saavutamise mittevõimalikkust järjestikuste jahutusprotsesside lõpptulemusena. See seadus annab aluse ainete absoluutsete entroopiate leidmiseks 10. Carnot ringprotsess. Carnot’ ringprotsessi kui soojusmasina analüüsist tulenavad järeldused. Soojusmasina (Carnot’ ringprotsessi) kasutegur. Soojuspump. Entroopia. Spontaanne muutus, entroopia ja korrapäratus, entroopiamuut. Standardsed molaarsed entroopiad ja reaktsioonientroopiad. Globaalne entroopiamuut. Keskkond. Summaarne entroopiamuut. Entroopia sõltuvus temperatuurist. Järeldused: Üks mool ideaalset gaasi paisub isotermiliselt (A→B) ja adiabaatiliselt (B→C) ning seejärel surutakse kokku isotermiliselt (C→D) ning adiabaatiliselt (D→A), nii et gaasi lõppolek vastab algolekule. • Kõik protsessid on pöörduvad.
Kuuma objekti kogunenud soojus levib laiali väljapoole ja on vähem korrapärane, sel viisil see protsess suurendabki entroopiat. Soojus ei levi iseenesest külmast kohast kuuma kohta. Entroopia mängib osa ka keemilistes reaktsioonides. Paljud reaktsioonid suurendavad entroopiat, muutes keemilise energia soojuseks, mis kandub ümbruskonda laiali. Mõnede reaktsioonide korral vabanevad gaasid, mis on vedelikest või tahketest kehadest vähem korrapärased. 23. Arvutage entroopiamuut pöörduval soojusülekandel. - S=nRlnP1/P2 24. Leidke ideaalgaasi isotermilise paisumise või kokkusurumise entroopiamuut. - S=nRlnV2/V1(T2/T1) 25. Arvutage faasiülemineku standardne entroopiamuut. - Saur=Haur/Tkeem 26. Sõnastage termodünaamika III seadus ja selgitage sellest seadusest tulenevaid järeldusi. - Termodünaamika kolmas seadus ütleb, et on olemas minimaalne temperatuur, mida nimetatakse absoluutseks nulliks. Sellel temperatuuril
Standardsed molaarsed entroopiad Entroopia mõõtmiseks kasutatakse entroopia termodünaamilist definitsiooni ja TD III seadust: S(T )= S(0) + S(soojend.0 K T ) Arvestama peab ka, et suurema temperatuurivahemiku korral sõltub aine soojusmahtuvus temperatuurist Standardsed reaktsioonientroopiad *Entroopia tähtsus keemias on selles, et ta võimaldab ennustada reaktsioonide iseeneslikku kulgemist või mittekulgemist. *Arvestama peab, et reaktsiooniga kaasnev entroopiamuut koosneb kahest osast: saaduste entroopia erinevus lähteainetest; reaktsioonil eralduv soojus tõstab keskkonna entroopiat. *Kui reaktsiooni käigus kulub või tekib gaas, on vastav entroopiamuut domineeriv ja reaktsioonientroopia märki saab sellest lähtuvalt ennustada. Standardne reaktsioonientroopia Srº on defineeritud kui reaktsioonisaaduste ja lähteainete molaarsete entroopiate vahe, võttes arvesse stöhhiomeetriakoefitsiente: Sr°= nSm° (saadused) nSm° (lähteained)
Standardsed molaarsed entroopiad Entroopia mõõtmiseks kasutatakse entroopia termodünaamilist definitsiooni ja TD III seadust: S(T )= S(0) + S(soojend.0 K T ) Arvestama peab ka, et suurema temperatuurivahemiku korral sõltub aine soojusmahtuvus temperatuurist Standardsed reaktsioonientroopiad *Entroopia tähtsus keemias on selles, et ta võimaldab ennustada reaktsioonide iseeneslikku kulgemist või mittekulgemist. *Arvestama peab, et reaktsiooniga kaasnev entroopiamuut koosneb kahest osast: saaduste entroopia erinevus lähteainetest; reaktsioonil eralduv soojus tõstab keskkonna entroopiat. *Kui reaktsiooni käigus kulub või tekib gaas, on vastav entroopiamuut domineeriv ja reaktsioonientroopia märki saab sellest lähtuvalt ennustada. Standardne reaktsioonientroopia Srº on defineeritud kui reaktsioonisaaduste ja lähteainete molaarsete entroopiate vahe, võttes arvesse stöhhiomeetriakoefitsiente: Sr°= nSm° (saadused) nSm° (lähteained)
Valkainete hajumine ja peegeldumine. Valgus hajub difrkatsiooniliselt (laine kui p,T=const, siis G=0 ja Haur =TSaur. Saur=S0- peenendamine lisatakse ühte vedelikku aeglaselt väikeste makromolekulid keerduvad vesilahustes gloobuliteks. Ühest valgu kõrvalekaldumine sirgjoonelisest levimisteest) tingimusel, et Rln(p/patm). S0-aurustumise entroopiamuut keemit-il, patm kogustena samaaegselt intensiivselt segades.2) Kile lagundamine - makromolekulist koosnev gloobul sarnaneb seebi mitselliga. Seepide valguskiire teel asuv osake on mõõtmetelt väiksem valguse poollaine atmosfäärirõhk keemisel qaur=TkeemS0 ehk qaur/Tkeem=S+. juhitakse lahusesse õhumulle, tekib kile, kile lagunedes tekib kontsentreeritud lahustes on mitsellid kihilised. Kihilise struktuuri
katkepinna kohta. K avaldab vastupanu aine dispergeerimisele. Adhesioon on töö faasidevahelise pinna katkestamiseks. Seda tööd tarvitatakse kahe uue pinna moodustamiseks, piirpind kaob, mõõduks on pindade lahtirebimiseks kuluv töö pinnaühiku kohta. Kah vedeliku, vedeliku ja tahke aine ja kahe tahke aine vahel. . Kohesioonitöö on määratud aurustumise entalpiaga, kus Haur = Gaur + TSaur. Tasakaalus, kui p,T=const, siis G=0 ja Haur =TSaur. Saur=S0-Rln(p/patm). S0-aurustumise entroopiamuut keemit-il, patm atmosfäärirõhk keemisel qaur=TkeemS0 ehk qaur/Tkeem=S+. Qaur aurustumissoojus keemist-il.Mida väiksem on aine küllastunud aururõhk antud temperatuuril, seda suurem on entroopiamuut ja samuti kohesioonitöö.Elektriline kaksikkiht: selle tugevus kolloidosakeste pinnal tagab kolloidosakesele tema püsivuse. Elektriline kaksikkiht polariseeritaval elektroodil. Polariseeritaval elektroodil toimub laetudosakeste adsorptsioon tahke faasi pinnale.
Põhimõte: soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale; ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse ainus tulemus on soojuse muundumine tööks. - väljendab protsesside suundi, tasakaaluolekuid - võimaldab määrata ainete reaktsioonivõimelisust ja reakts. tulemust TD III printsiip määrab süsteemide käitumise absoluutse nullpunkti läheduses. Reaktsioonientroopia - entroopiamuut keemilises reaktsioonis s.o. reaktsioonisaaduste entroopiate summa miinus lähteainete entroopiate summa. Gibbsi energia - entalpiat ja entroopiat ühendav termodünaamiline funktsioon G = H - TS ; G - Gibbsi energia ; H – entalpia ; S – entroopia. Gibbsi energia abil on mugav väljendada keemiliste protsesside tasakaalu. Tasakaalureaktsioonid- Selliste reaktsioonide tasakaaluolekut kirjeldab tasakaalukonstant K, mis arvestab reaktsioonivõrrandi kordajaid
Entroopia mõõtmiseks kasutatakse entroopia termodünaamilist definitsiooni ja TD III seadust: S(T )= S(0 + S(soojend.0K T ) Arvestama peab ka, et suurema temperatuurivahemiku korral sõltub aine soojusmahtuvus temperatuurist: 22.Entroopia III seadus, absoluutse entroopia arvutamine standardtingimustes? Entroopia tähtsus keemias on selles, et ta võimaldab ennustada reaktsioonide iseeneslikku kulgemist või mittekulgemist. Arvestama peab, et reaktsiooniga kaasnev entroopiamuut koosneb kahest osast: saaduste entroopia erinevus lähteainetest; reaktsioonil eralduv soojus tõstab keskkonna entroopiat. Kui reaktsiooni käigus kulub või tekib gaas, on vastav entroopiamuut domineeriv ja reaktsioonientroopia märki saab sellest lähtuvalt ennustada. Standardne reaktsioonientroopia Sr0 on defineeritud kui reaktsioonisaaduste ja lähteainete molaarsete entroopiate vahe, võttes arvesse stöhhiomeetriakoefitsiente: 23
Ho = nHfo (produktid) - nHfo (lähteained); n on vastav aine moolide arv (koefitsient) rekatsioonivõrrandis Sidemeentalpia – keemilise sideme tugevuse mõõduks, HB. Vastab energiale, mis on vajalik ühe mooli antud tüüpi sideme katkestamiseks konstantsel rõhul. 7. PEATÜKK TERMODÜNAAMIKA II JA III SEADUS Entroopia (S) – iseeneslikele protsessidele iseloomulik teatava olekufunktsiooni suurenemine. - 1. definitsioon: klassikalises td’s, pöörduva protsessi entroopiamuut: S = qpöörduv/T - 2. definitsioon: statistilises termodünaamikas: S = k ln W, kus k = R/NA on Boltzmanni konstant ja W on erinevate mikroolekute hulk, mis vastavad samale energiale. Korrapärasemal süsteemil oleks nagu madalam entroopia. Termodünaamika II seadus. Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab iga spontaanse muutuse käigus. Entroopia muutus mittepöörduvates protsessides. Kui soojendame keha soojusmahtuvusega C temperatuurilt T1 temperatuurini T2, siis selle
= 0 - a c µ1 µ *1 = - S1 ; = - S1* Tf Tf - S1 ja - S1 -lahuse ja tahke faasi molaarne * entroopia. Tf kristallide tekketemp., külmenemisetemp. Sõltuvalt lahuse konts-st. µ1 µ dx1 - S1 dTf = -S1* dTf ; 1 dx1 = - S1* + S1 dTf - entroopiamuut ( Üldjuhul kasvab lahuse lahjendamisel ) x1 T , P x1 T , P 36. pH mõiste. pH tähenab vesinikeksponetni, mis iseloomustab vesinikioonide
molekulidevahelised seosed. Kohesioonitöö on määratud aurustumise entalpiaga ( Haur) : Haur = Gaur + TSaur Gaur - Gibbsi energia aurustumisel Saur - entroopia muut aurustumisel Tasakaalus ja kui p,T = konst., siis G = 0 ja Haur = TSaur S 1 mooli kohta arvutatud 0 on paljude vedelike jaoks ~ 85 - 90 kJ/mol K . Mida väikesem on aine küllastunud aururõhk antud temperatuuril, seda suurem on entroopiamuut ja samuti kohesioonitöö. Dupre võrrandi tuletamine. Eeldus: faasid on teineteises lahustumatud. Faaside kokkuviimisel tekib faasidevahelisel piirpinnal adhesioon - Gibbsi vaba pinnaenergia vähenemine seoses pinna vabade sidemete vähenemisega. vg - vedela faasi ja õhu vaheline pindpinevus tg - tahke faasi ja õhu vaheline pindpinevus tv - faasidevaheline pindpinevus Adhesiooni mõõduks on pindade lahtirebimiseks kuluv töö pinnaühiku kohta (W ).
annaabi.ee 
