Υπολογισμός ΔSο συστήματος σε μια μεταβολή

Σε πολλές περιπτώσεις μπορούμε να προβλέψουμε τη μεταβολή της εντροπίας ενός συστήματος. Για παράδειγμα, έχουμε αύξηση της εντροπίας στις εξής περιπτώσεις: 1. κατά τη μετάβαση ενός στερεού στην υγρή φάση και ενός υγρού στην αέρια φάση. Δηλαδή έχουμε, Sαερίου >> Sυγρού > Sστερεού

2. κατά τη διάλυση στερεών σε υγρά. 3. όταν η αντίδραση οδηγείται σε μεγαλύτερο αριθμό μορίων αερίου. 4. όταν αυξάνεται η θερμοκρασία.. Τέλος η τιμή ΔSο μιας αντίδρασης σε πρότυπη κατάσταση (25 βαθμούς C, 1 atm, c =1 M) μπορεί να υπολογιστεί από τη σχέση: ΔSο αντίδρασης = Σ nSο προϊόντων – Σ m So αντιδρώντων όπου, Σ συμβολίζει το άθροισμα και n, m οι στοιχειομετρικοί συντελεστές για τα προϊόντα και αντιδρώντα, αντίστοιχα. Sο είναι η εντροπία των ουσιών που συμμετέχουν στην αντίδραση, σε πρότυπη κατάστασης (βλέπε πίνακα με τιμές Sο διάφορων ουσιών στο παράρτημα ΣΤ, στο τέλος του βιβλίου). Να επισημάνουμε, ότι η πρότυπη εντροπία ενός στοιχείου, Sο, δεν ισούται με μηδέν.

ΟΙ ΔΥΟ ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ από το μεγάλο Δάσκαλο Atkins (καθηγητή στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης) «Η αλλαγή (μεταβολή) εμφανίζεται με πολλά πρόσωπα. Υπάρχουν απλές αλλαγές, όπως το σταμάτημα μιας κινούμενης μπάλας ή το λιώσιμο του πάγου. Υπάρχουν και πιο πολύπλοκες αλλαγές, όπως η πέψη, η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή, ο θάνατος. Πίσω απ’ όλες τις αλλαγές αυτές υπάρχει μια κατάρρευση στο χάος, μια άσκοπη και χωρίς κανένα κίνητρο αποσύνθεση. Καθώς πραγματοποιείται η αλλαγή εντοπισμένη ενέργεια, η ενέργεια δηλαδή που έχει ικανότητα να παράγει έργο, διασπείρεται, παίρνει χαοτική μορφή (όπως όταν καταρρέει ένα οικοδόμημα). Με το σκόρπισμα της ενέργειας στο χάος αυτό που αποσυντίθεται είναι η ποιότητα και όχι η ποσότητα της. Η υποβάθμιση της ποιότητας της ενέργειας μοιάζει με την αργή εκτύλιξη ενός ελατηρίου. Καθώς το ελατήριο του σύμπαντος εκτυλίσσεται η ποιότητα της ενέργειας αποδυναμώνεται. Όταν μιλάμε για «ποιότητα» ενέργειας εννοούμε το βαθμό διασπορά της. Η εντοπισμένη ενέργεια είναι υψηλής ποιότητας ωφέλιμη ενέργεια (μικρή τιμή εντροπίας) ενώ η χαοτικά διασπαρμένη ενέργεια είναι χαμηλής ποιότητας άχρηστη ενέργεια (μεγάλη τιμή εντροπίας). Το φως είναι ενέργεια υψηλής ποιότητας, ενώ η θερμότητα είναι ενέργεια χαμηλής ποιότητας».

ΣΧΗΜΑ 2.14 Συνήθεις μεταβολές που οδηγούν σε αύξηση της εντροπίας.