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講師大咖面對面,有問有大收獲多。(一)體系的混亂度與熵
所謂體系的混亂度,就是指體系內(nèi)部所有物質(zhì)微粒(包括分子、原子、離子、電子、原子核、原子團(tuán),以及由這些基本粒子組成的更大的集合體、團(tuán)粒等)所處狀態(tài)的混亂程度。這是與這些微粒的排列有序性相反的一個(gè)概念。熵是人們用來描述、表征體系混亂度的函數(shù)?;蛘哒f,熵是體系混亂度的量度。體系的混亂度越大,熵值也越大,反之亦然。而體系的混亂度是體系本身所處的狀態(tài)的特征之一。指定體系處于指定狀態(tài)時(shí),其混亂度也是確定的,而如果體系混亂度改變了,則體系的狀態(tài)也就隨之有相應(yīng)的改變。因此,熵也和熱力學(xué)能、焓等一樣,具有狀態(tài)函數(shù)的特性,熵也是一種狀態(tài)函數(shù)。
(二)熱力學(xué)第三定律與物質(zhì)的規(guī)定熵
熱力學(xué)第三定律是在很低的溫度下研究凝聚體系的熵變的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所推出的結(jié)論。它解決了如何通過實(shí)驗(yàn)測求規(guī)定熵的問題。
熱力學(xué)第三定律有好幾種表述方法,這些表述方法字面上雖然各不相同,但其內(nèi)容實(shí)質(zhì)具有一定的聯(lián)系和等效性。對熱力學(xué)第三定律的一種基本表述為:“不能用有限的手續(xù)把一個(gè)物體的溫度降到絕對零度”。而化學(xué)熱力學(xué)中最普遍采用的表述為:“在絕對零度時(shí)任何純物質(zhì)的完整晶體的熵等于零”。這里所謂完整晶體是指晶體中的原子或分子都只有一種排列形式。熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容與熵的概念是一致的。在絕對零度時(shí),純物質(zhì)的完整晶體中,所有的微粒都處于理想的晶格結(jié)點(diǎn)位置上,沒有任何熱運(yùn)動,是一種理想的完全有序狀態(tài),自然具有最小的混亂度,所以其熵值為零。根據(jù)熱力學(xué)第三定律S.=0,利用熱力學(xué)的方法,熱化學(xué)測量,可以求得純物質(zhì)的完整晶體從絕對零度加熱到某一溫度T的過程的熵變△S(T),(真正的完整晶體和絕對零度都是達(dá)不到的,實(shí)際上用在相當(dāng)接近這一理想狀態(tài)的條件下得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果外推后,用圖解積分的方法求得的)。
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