Упорядкований стан - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Упорядкований стан
Більшість процесів є двома одночасно відбуваються явища передачу енергії і зміна впорядкованості розташування частинок щодо один одного. Частинкам (молекулам, атомам, іонам) властиве прагнення безладному руху, тому система прагне перейти з більш упорядкованого стану менш упорядковане. Так, якщо, наприклад, балон з газом з'єднати з посудиною, то газ з балона буде розподілятися по всьому об'єму судини. У цьому система з більш упорядкованого[c.169]
Перехід системи з менш упорядкованого стану в більш упорядкований пов'язаний зі зменшенням ентропії, і мимовільне перебіг подібного процесу менш ймовірне. Так, ясно, що в цьому прикладі неймовірно, щоб газ сам собою зібрався в балоні. У разі переходу системи з менш упорядкованого стану до більш упорядкованої ентропія системи зменшується (Д5 0). У разі переходу системи з менш упорядкованого стану до більш упорядкованого ентропія системи зменшується (Д5 (1 - е ), а коли він анізотропний, то / 13,2 ° С є м'який метал ( біле олово), в той час як при нижчих температурах стійкіше сіре олово, що являє собою твердий і тендітний порошок з кристалічними гратами типу алмазу - кристала, з ковалентним зв'язком[c.321]
Процес седиментації поступово призводить дисперсну систему до впорядкованого стану, оскільки осідають частинки розташовуються відповідно до їх розмірів (у нижніх шарах переважають великі, потім дрібніші). Через якийсь проміжок часу всі частки могли б осісти, якими б малими вони не були. Однак цьому протидіють броунівський рух та дифузія,прагнуть розподілити частки рівномірно по всьому обсягу дисперсійного середовища. Між процесами седиментації та дифузії встановлюється рівновага, що характеризується неоднорідним розподілом частинок висотою стовпа. Дрібні частинки сильніше зазнають впливу дифузії і розташовуються в основному у верхніх шарах, більші частинки під дією сили тяжіння розташовуються в нижніх шарах. Становище системи називають седиментаційно-дифузійною рівновагою. Шляхом підрахунку частинок на двох рівнях можна визначити масу та радіус частинок.[c.375]
Поясніть причину мимовільного переходу речовини з менш упорядкованого стану до більш упорядкованого. Чому мимоволі відбувається процес, що супроводжується[c.120]
Підвищення концентрації частинок (молекул) за даної температури збільшує ймовірність їх зіткнення і, отже, перетворення. В результаті безладного руху молекул вони змінюють свій стан - змішуються, розсіюються, дифундують. Ізольована система при будь-якій мимовільній зміні переходить від більш упорядкованого стану до менш упорядкованого. Ентропія при цьому, як випливає із статистичних закономірностей, збільшується.[c.42]
Наведені співвідношення означають, що збільшення ентропії в системі відбувається в результаті підведення до системи теплоти і в результаті нерівноважних процесів, що протікають в системі. Останнє неважко зрозуміти, якщо згадати наведені у 12.1 приклади нерівноважних процесів. Вирівнювання температури при нагріванні тіла, концентрацій при розчиненні солі, тиску при різкому розширенні газу під поршнем - все це процеси, що ведуть від більш упорядкованого стану, коли в системі є спрямована зміна деякого, властивості вздовжсистеми, до менш впорядкованого. Тому всі ці процеси мають супроводжуватись збільшенням ентропії. За допомогою співвідношення (12.20) поняття ентропії було вперше введено у науку понад сто років тому при розробці теорії теплових двигунів. Значно пізніше ця функція була осмислена з позицій молекулярно-кінетичної теорії та статистичної фізики як величина, що характеризує ступінь молекулярної (мікроскопічної) невпорядкованості макроскопічної системи та введена у тому вигляді, як це було зроблено нами у 9.3.[c.190]
Ентропія суттєво залежить від агрегатного стану речовини. Її значення є найменшим для твердого тіла. При плавленні відбувається стрибкоподібне зростання ентропії, оскільки частки набувають можливість переміщатися у просторі і обертатися, тобто різко зростає кількість можливих мікроскопічних станів системи. Ще менш упорядкованим станом є газ, і випаровування супроводжується суттєвим зростанням ентропії речовини. Зміною ентропії супроводжуються будь-які інші процеси, якщо вони супроводжуються зміною упорядкованості в системі. Так, ентропія зростає при дисоціації частинок, тобто при освіті двох або кількох частинок із однієї. Наприклад, при перетворенні 1 моль Нг на атоми Н при кімнатній температурі ентропія зростає на 230 Дж/К. Утворення полімеру з мономерів, наприклад, утворення білка з амінокислот, супроводжується зниженням ентропії (виникає більш упорядкована система). Високо впорядкованою системою є жива клітина, тому її ентропія набагато нижча за ентропію складових її речовин, взятих окремо.[c.159]
Незважаючи на різноманітність, мимовільні процеси мають деякі характерні ознаки. По-перше, в цих процесах частина енергії переходить в теплоту.Ніколи немає зворотного мимовільного перетворення теплоти на механічну, електричну, світлову чи інші види енергії. Така деградація енергії відбиває перехід системи із специфічно впорядкованого стану (спрямований рух маси робочого тіла, потік електронів, потік фотонів) у стан безладним, тепловим рухом частинок. По-друге, мимовільні процеси можна використовувати фактично або важливо для отримання корисної роботи. У міру перетворення система втрачає здатність виконувати роботу, в кінцевому стані рівноваги вона має найменший запас енергії. По-третє, мимовільні процеси термодинамічно необоротні. Систему не можна повернути у вихідний стан, не здійснивши будь-яких змін у ній самій або навколишньому середовищі.[c.89]
Другий закон термодинаміки. Є кілька формулювань другого закону. Він може бути визначений як закон неможливості мимовільного переходу системи з невпорядкованого в більш упорядкований стан. Кількісною характеристикою упорядкованості стану речовини служить його властивість, яка називається ентропією S. Ця величина визначається за формулою Больцмана, згідно з якою[c.149]
Слід зазначити, що ентропія системи зменшуватиметься, якщо система переходить із стану, що характеризується меншим ступенем упорядкованості (в реакції — реагуючі речовини), у більш упорядкований стан (продукти реакції), і, на-[c.47]
Відповідно до ступеня безладдя ентропія речовини в газовому стані значно більша, ніж у рідкому, а тим більше — ніж у кристалічному. Напрн.мер, стандартна ентропія води 5 га = = 69,96 Дж/град-моль, а водяної пари = 188,74 Дж/град-моль. У речовини в аморфному стані ентропія більша, ніж укристалічному (більш упорядкованому) стані, наприклад для склоподібного і кристалічного Si02 стандартні ентропії рівні 46,9 і 42,(19 Дж/град-моль відповідно. Стандартна ентропія графіту (5,740 Дж/град-моль) більше, ніж алмазу (2,368 Дж/ град-моль), що відрізняється особливо жорсткою структурою.При цьому агрегатному стані ентропія тим значніше, чим більше атомів міститься в молекулі.Так, ентропія Oj(r) (238,8 Дж/град моль) більше, ніж газоподібних Ог (205,03 Дж/град-моль) та[c.171]
В області низьких температур кристали з технеметричного складу прагнуть ідеально впорядкованого стану, але часто не можуть досягти його з кінетичних причин. У разі підвищення температури відхилення від упорядкованої структури збільшуються, т. е. зростає кількість дефектів кристалічної решітки. Сам факт існування кристалів нестехіометричного складу може бути витлумачений, тільки якщо допустити в них наявність розпорядкованості.[c.35]
Сольватація є екзотермічним процесом (АЯсол оСО) тому теплота розчинення може мати різний знак. Сольватація означає впорядкування стану системи (оскільки відбувається зменшення кількості частинок). Отже, А5сольв Дивитись сторінки де згадується термінУпорядкований стан :[c.170] [c.232] [c.457] [c.41] [c.46] [c.44] [c.248] [c.248] [c.48] Інфрачервона спектроскопія полімерів (1976) - [c.91]