Второе начало термодинамики. Энтропия

Энтропия(S)– это мера неупорядоченности состояния системы; стремление частиц (молекул, ионов, атомов) к хаотическому движению, а системы – к переходу от более упорядоченного состояния к менее упорядоченному. Энтропия системы возрастает с увеличением движения частиц при нагревании, испарении, растворении, плавлении, расширении газов, при ослаблении или разрыве связей между атомами, при увеличении числа молекул газообразных веществ при химических реакциях и т. д. Процессы, связанные с упорядоченностью системы (конденсация пара, кристаллизация, сжатие газа, уменьшение числа молекул газообразных веществ, упрочнение связей, полимеризация), сопровождаются уменьшением энтропии.

Изменение энтропии системы в результате протекания химической реакции (∆S_хр) (энтропия реакции) равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ.

∆S_хр⁰ = ∑S⁰ _{продуктов реакции} - ∑S⁰ _{исходных веществ},

где S^о – стандартная энтропия, Дж/моль К, (справочная величина).

Например, изменение энтропии в результате протекания химической реакции

aA + bB = сС + dD

∆S⁰_х.р.= (сS⁰_С + dS⁰_D ) – (aS⁰_A + bS⁰ _B).

Понятие энтропии лежит в основе второго начала термодинамики: в изолированных системах самопроизвольно идут только те процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии S > 0.

Однако, если в системе протекает химическая реакция, то система обменивается энергией с окружающей средой, т.е. не является изолированной. Химические реакции обычно сопровождаются изменением как энтропии, так и энтальпии.