Bài giảng "Nhiệt động hoá học" Chương 5 Khái niệm về Entropy, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Entropy và xác suất; Biểu thức Entropy trong nhiệt động học; Entropy của quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch; Phụ thuộc của entropy vào thể tích; Entropy của quá trình chuyển pha (phase transition) tại nhiệt độ chuyển pha; .Mời các bạn cùng tham khảo! | Hồ Thị Cẩm Hòai PhD htchoai@ Biến đổi bất thuận nghịch và xác suất Xem hệ thống cô lập theo hình trang 125 Chương V Tập 1 Giả sử có 1 mol khí ở áp suất thấp trong thể tích A xem như lý tưởng Mở khóa ăn thông A và B có thể tích bằng nhau lập tức khí trong A sẽ tràn qua B và sau thời gian ngắn sẽ phân bố đều trong A và B. Nhiệt đô không đổi nghĩa là dq 0. Biến đổi trên là biến đổi tự nhiên hay bất thuận nghịch. Xác suất để tìm thấy 1 phân tử khí trong thể tích A B là 1. Xác suất để tìm thấy No phân tử khí trong thể tích A B là 1 No 1. Xác suất để tìm thấy 1 phân tử khí trong phần thể tích A là . Xác suất để tìm thấy No phân tử khí trong phần thể tích A là No Entropy và xác suất Trong thí nghiêm trên hệ thống đi từ xác suất P1 No đến P2 1. Giả sử hệ thống chứa 1 mol khí No 6 02 x 1023. Ta hãy xác định hàm số S như sau Sm R No lnP C Với P là xác suất của hệ thống. Ở trạng thái đầu S1 m R No lnP1 C R No ln No C Ở trạng thái cuối S2 m R No lnP2 C R No ln 1 No C C Do đó ΔS S2 m S1 m R No ln No Rln2 nN o nN o VA VA Nếu thể tích A khác B và có n mol khí hiện diện P1 V V V A B B và P2 1 Suy ra ΔS S2 m S1 m nRln V2 V1 Hàm số S như trên chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và cuối nên S là môt hàm số trạng thái và được gọi là entropy Vì S tỷ lệ với lnP do đó Một biến đổi đoạn nhiệt bất thuận nghịch hay tự nhiên đi kèm với sự tăng entropy của hệ thống Entropy và xác suất Ta có hàm entropy S S R No lnP C Với P là xác suất của hệ thống. Gọi Ω là số cách sắp đặt của các phân tử của hệ ta có xác suất của hệ thống để có sự phân phối năng lượng ứng với năng lượng tòan phần U tỷ lệ với số cách sắp đặt Ω Vậy P aΩ S R No ln Ω C Biểu thức Entropy trong nhiệt động học Ta có ΔS S2 m S1 m nRln V2 V1 Ta cũng có V2 rev reverse thuận nghịch q rev nRT ln V1 Nên dS dqrev T f dqrev ΔS i T Với biến đổi đẳng nhiệt thuận nghịch dT 0 ΔS qrev T Bất đẳng thức Clausius Xem một hệ thống trao đổi nhiệt và công với môi trường tại nhiệt độ không đổi T. Khi một biến đổi tự nhiên xảy ra gọi thay đổi của
