Энтропия имеет размерность такую же, как и теплоемкость — кал/(моль • град), но в отличие от последней характеризует количество рассеянной энергии, отнесенной к 1° температуры.

Для каждого вещества в определенном состоянии и при заданной температуре существует одно определенное значение энтропии. В термодинамических таблицах значение энтропии приведено для стандартных условий. В этом случае вычисляют энтропию по уравнению

Б^^ОГ.(У.18)

Если в интервале 0—298 °К вещество имеет агрегатные или полиморфные превращения, то учитываются и приращения энтропии в процессе этих превращений. Для вычислений принимают, что при абсолютном нуле в соответствии с третьим началом термодинамики величина энтропии любого вещества равна нулю.

Значение энтропии для температур выше 298 °К может быть получено с помощью уравнения

5г = ^м + \^йТ.(У.19)

Абсолютные значения энтропии 5° и энтальпий ЛЯ° для некоторых элементов и химических соединений при стандартных условиях приведены в табл. 23.

Абсолютные значения энтропии 5е и энтальпий АЯ° для некоторых элементов и химических соединений при стандартных условиях

Пример 15. Найти абсолютное значение энтропии кварца (Si02) при темпе-атуре 1100°С, если энтропия его при 298 °К составляет 10,1 кал/(моль • °Ю.

Кварц имеет две модификации: Si02-a устойчив до 848 °К, а SiOa-ß устой-Ьив при температуре выше 848 °К- При превращении а -* ß поглощается 101 кал/моль тепла.

Зависимость молярной теплоемкости от температуры для Si02-a при 198—848° К выражается уравнением

ср = 11,22 + 8,20 • 10-3Т — 2,70 • №Т~*.

а для S!02-ß при 848 — 2000°К —уравнением

ср= 14,41-1- 1,94 ■ 10-3Г.

Расчет энтропии Si02 следует вести с учетом фазовых превращений а -* ß,

8481373

с _ с" i С Сра-кварц , . Д^ф. п .I срР-кварц

й1з?з — + 1 -j,— аТ + -^--Ь1 -f— йТ,

848

Si3,8= 10,1+ j ■

11,22+ 8,20 • 10~3r —2,70 • 10ВГ~2 , 201 . -f-dr + 848 +

1373 848

+ 1,94 • 10-3Г

dT= 10,1 + 11,22 In g| +

+ 8,20 • 10~3 • (848 — 298) +

2,70 • 106 (2982 — 8482) , 201

2 (8482 • 2982) ^ 848 848) = 10,1 + 11,67 + + 4,51 — 1,25 + 0,24 + 6,77 + 1,02 = 33,06 кол/(°К • моль)

+ 14,41 1п^ + 1,94 • 10-3(1373-

Все сказанное об энтропии справедливо для процессов, протекающих в изолированной системе, т. е. в системе, лишенной возможности обмена энергией с окружающей средой ({/ = const, V = const).

Понятие об изотермных потенциалах. Изменением энтропии процесса можно характеризовать направление его развития и условия термодинамического равновесия. Однако при исследовании химически реагирующих систем вместо энтропии удобнее пользоваться другими характеристическими функциями. Они избавляют от необходимости при определении направления протекания процесса и условий равновесия рассматривать окружающую среду.

Возможность протекания процесса можно было бы связать с работой, которую он в состоянии выполнить, но работа зависит от пути процесса, поэтому критерием равновесия быть не может. Но вместе с тем, если процесс протекает при постоянной температуре, то максимальная работа, получаемая при обратимом протекании его, является изменением функции состояния.

Рассмотрим какой-либо изотермический (Т=const) и обратимый процесс, протекающий в условиях постоянства объема.