Энтропия синтеза

Увеличение энтропии при плавлении твердого тела

В термодинамике энтропия плавления — это увеличение энтропии при плавлении твердого вещества . Она почти всегда положительна, поскольку степень беспорядка увеличивается при переходе от организованного кристаллического твердого тела к неорганизованной структуре жидкости ; единственным известным исключением является гелий . ^[1] Она обозначается как и обычно выражается в джоулях на моль — кельвин , Дж/(моль·К). ${\displaystyle \Delta S_{\text{fus}}}$

Естественный процесс, такой как фазовый переход, произойдет, когда соответствующее изменение свободной энергии Гиббса станет отрицательным.

${\displaystyle \Delta G_{\text{fus}}=\Delta H_{\text{fus}}-T\times \Delta S_{\text{fus}}<0,}$

где ⁠ ⁠ ${\displaystyle \Delta H_{\text{fus}}}$ — энтальпия плавления . Поскольку это термодинамическое уравнение, символ ⁠ ⁠ ${\displaystyle T}$ относится к абсолютной термодинамической температуре , измеряемой в кельвинах (К).

Равновесие наступает, когда температура равна температуре плавления , так что ${\displaystyle T=T_{f}}$

${\displaystyle \Delta G_{\text{fus}}=\Delta H_{\text{fus}}-T_{f}\times \Delta S_{\text{fus}}=0,}$

а энтропия плавления — это теплота плавления, деленная на температуру плавления:

${\displaystyle \Delta S_{\text{fus}}={\frac {\Delta H_{\text{fus}}}{T_{f}}}}$

Гелий

Гелий-3 имеет отрицательную энтропию плавления при температурах ниже 0,3 К. Гелий-4 также имеет очень слабо отрицательную энтропию плавления ниже 0,8 К. Это означает, что при соответствующих постоянных давлениях эти вещества замерзают с добавлением тепла. ^[2]

Смотрите также

• Энтропия испарения

Примечания

1. Аткинс и Джонс 2008, стр. 236.
2. Отт и Боэрио-Гоутс 2000, стр. 92–93.

Ссылки

• Аткинс, Питер; Джонс, Лоретта (2008), Химические принципы: поиски понимания (4-е изд.), WH Freeman and Company, стр. 236, ISBN 978-0-7167-7355-9
• Отт, Дж. Беван; Боэрио-Гоутс, Джулиана (2000), Химическая термодинамика: Расширенные приложения , Academic Press, ISBN 0-12-530985-6