求高手解释一下化学中的熵和焓的意义,怎么运用?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/21 16:43:39
求高手解释一下化学中的熵和焓的意义,怎么运用?
求高手解释一下化学中的熵和焓的意义,怎么运用?
求高手解释一下化学中的熵和焓的意义,怎么运用?
熵（entropy）指的是体系的混乱的程度
定义是：dS=dQR/T
1．混乱度和微观状态数
决定反应方向主要有两个因素:[1]
(1).反应热效应.放热反应使体系的能量下降
(2).混乱度.一些吸热反应在一定温度下也可进行 特点是反应体系的混乱度变大.体系的微观状态数越多,体系的混乱度越大,微观状态数可以定量地表明体系的混乱度.
2．状态函数
熵：描述体系混乱度的状态函数叫做熵,用S表示.体系的状态一定,其微观状态数一定,如果用状态函数来表示混乱度的话,状态函数与与微观状态数Ω存在下列关系S=klnΩ,其中k=1.38×10－23J/K叫波尔兹曼常数.熵是一种具有加和性的状态函数,体系的熵值越大则微观状态数Ω的越大,即混乱度越大,因此可以认为化学反应趋向于熵值增加,即趋向于∆rS>0.过程的始终态一定,状态函数S的改变量∆S的值是一定的,过程中的热量变化是和途径有关的量,若以可逆方式完成这一过程时,热量用Qr表示,则∆S=Qr/T .
应用：
熵在热力学中是表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示.在经典热力学中,可
用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度；dQ为熵增过程中加入物质的热量.下标“可逆”表示加热过程所引起的变化过程是可逆的.若过程是不可逆的,则dS>(dQ/T)不可逆.从微观上说,熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度,系统越无序、越混乱,熵就越大.热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序,从概率较小的状态趋于概率较大的状态.
单位质量物质的熵称为比熵,记为s.熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量.
热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律,有下述表述方式：
①热量总是从高温物体传到低温物体,不可能作相反的传递而不引起其他的变化；
②功可以全部转化为热,但任何热机不能全部地、连续不断地把所接受的热量转变为功,而不产生其他任何影响（即无法制造第二类永动机）；
③在孤立系统中,实际发生的过程总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理.摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加.热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2+dS1>0,即熵是增加的.
物理学家玻尔兹曼将熵定义为一种特殊状态的概率：原子聚集方式的数量.可精确表示为：
S=K㏑W
K是比例常数,现在称为玻尔兹曼常数.
焓是一个热力学系统中的能量参数.焓是内能和体积的勒让德变换.它是SpN总合的热势能.
焓的定义式为：H=U+PV
即一个体系的内能与体系的体积和外界施加于体系的压强的乘积之和,但要注意这里压力与体积的乘积PV不是体积功.
系统的状态一定,则系统的U,P,V均确定,系统的H也就确定,故焓H是状态函数,其单位为J.因为一定状态下系统的热力学能不知道,所以状态下的焓也不知道.U是广度量,PV是广度量,由：H=U+PV可知焓是广度量,但摩尔焓Hm=H/n和质量焓（比焓）h=H/m均是强度量,两者的单位分别为J .mol-1和J .kg-1 .
对于常压下,焓的定义式子又可以写成：Q=ΔU+pΔV
所以常压下焓的变化量就是热量的变化.
都是状态函数。焓表示定压条件下的反应热（即常压反应都属于此类），焓变负值表示放热反应，正值吸热反应。
熵表示系统混乱度，越混乱熵值越大，熵变化大于零的过程有利于自发进行。即系统总是自发向混乱度增加方向易于自发的