Первое начало говорит, сколько энергии, второе — куда пойдёт процесс. Энтропия и энергия Гиббса позволяют предсказать, пойдёт ли реакция сама и при какой температуре.
Что нужно знать
- Второе начало: в изолированной системе самопроизвольно растёт энтропия, $\Delta S > 0$.
- Формула Больцмана $S = k \ln W$: энтропия — мера числа микросостояний.
- Энтропия растёт при плавлении, кипении, растворении, увеличении числа молей газа.
- Фазовый переход: $\Delta S = \Delta H_{пер} / T_{пер}$.
- Энергия Гиббса $G = H - TS$; $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$; при $\Delta G < 0$ процесс самопроизволен (p, T = const).
- Энергия Гельмгольца $F = U - TS$ — критерий при постоянных V и T.
- $\Delta H < 0, \Delta S > 0$ — идёт всегда; $\Delta H > 0, \Delta S < 0$ — не идёт никогда; остальное зависит от T.
- $\Delta G° = -RT \ln K$.
Где чаще всего ошибаются
- Подставлять ΔS в Дж/К вместе с ΔH в кДж без перевода.
- Считать, что эндотермическая реакция не может идти самопроизвольно.
- Применять критерий $\Delta S > 0$ к неизолированной системе.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Практикум по физической химии · 10–11 классы · Второе начало, энтропия и энергия Гиббса