Entropi, energi Gibbs dan kelayakan
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| entropy/ˈentrəpi/ | entropi |
| Gibbs energy/ɡɪbz ˈenədʒi/ | energi Gibbs |
Apa yang akan menjelaskan pengamatan ini?
- Reaksi bisa bersifat endotermik dan tetap menguntungkan secara termodinamika. Enthalpy saja tidak menentukan arah yang disukai pada suhu tertentu.
- Mulailah dengan prediksi. Nyatakan besaran atau fitur apa yang akan Anda bandingkan, lalu tentukan bukti apa yang dapat membedakan dua penjelasan.
Bangun modelnya
- Entropi berkaitan dengan penyebaran energi dan jumlah susunan mikroskopis yang tersedia. Energi Gibbs menggabungkan enthalpy, entropi, dan suhu absolut untuk suatu proses pada suhu dan tekanan konstan.
- Entropi: Sifat keadaan yang terkait dengan dispersi energi dan susunan yang dapat diakses; Energi Gibbs: Besaran termodinamika yang menggabungkan kontribusi entalpi dan entropi.
Apa yang bisa tetap kecil meskipun ΔG bernilai negatif?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Delta G menunjukkan apakah suatu reaksi secara termodinamika menguntungkan; hal itu tidak memberikan informasi tentang kinetika. Penghalang aktivasi yang tinggi dapat membuat reaksi yang menguntungkan berlangsung sangat lambat hingga tidak terukur, seperti yang ditunjukkan oleh berlian.
Pasangkan setiap istilah teknis dengan maknanya yang tepat.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Gunakan definisi untuk membedakan besaran dan proses yang terkait.
Pilih bukti yang boleh mengujinya
- Gunakan ΔG = ΔH - TΔS dengan satuan energi yang konsisten. Perubahan energi Gibbs negatif menunjukkan kelayakan termodinamika untuk kondisi yang dinyatakan, bukan laju yang cepat. Rintang aktivasi dapat membuat proses yang layak menjadi lambat.
- Nyatakan apakah nilai-nilai tersebut adalah besaran keadaan standar dan catat suhu dalam kelvin. Konversi entropi dari joule per kelvin per mol menjadi kilojoule per kelvin per mol ketika enthalpy dalam kilojoule per mol.
Dua kebiasaan manakah yang membuat penyelidikan atau model dalam kasus ini lebih dapat dipertanggungjawabkan?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Menyatakan kondisi dan asumsi memungkinkan orang lain mengulangi pekerjaan persis seperti itu, dan mencatat bukti pendukung memungkinkan mereka memeriksa kesimpulan. Menyembunyikan hasil yang bertentangan menghilangkan bukti yang dapat menentang kesimpulan yang salah, dan satu pengukuran tidak pernah dapat menetapkan klaim yang lebih luas.
Bekerja daripada kuantiti yang diketahui
- Nyatakan nilai yang diketahui dan unitnya. Pilih hubungan kerana asumsinya sesuai dengan kes ini, kemudian susun semula sebelum menggantikan.
- Diketahui: ΔH = +20 kJ per mol, ΔS = +100 J per kelvin per mol, dan T = 300 K. Konversi ΔS = 0.100 kJ per kelvin per mol. ΔG = ΔH - TΔS = 20 - 300×0.100 = -10 kJ per mol. Proses ini menguntungkan di bawah pendekatan yang dinyatakan.
ΔH=30 kJ per mol, ΔS=0.10 kJ per kelvin per mol dan T=400 K. Temukan ΔG. Gunakan urutan yang sama: kuantitas diketahui → model → hubungan → substitusi → unit dan interpretasi.
ΔH=30 kJ per mol, ΔS=0.10 kJ per kelvin per mol dan T=400 K. Temukan ΔG.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Hasilnya adalah -10 kJ/mol. Diketahui: delta H = 30 kJ per mol; delta S = 0.10 kJ per kelvin per mol; T = 400 K. Gunakan rumus delta G = delta H - T x delta S. Delta G = 30 - 400 x 0.10 = -10 kJ per mol. Negatif, sehingga layak di bawah pendekatan ini; perhatikan bahwa delta S sudah dalam satuan kJ.
Semak kesimpulan dan had-hadnya
- Kelayakan termodinamika tidak menetapkan laju reaksi. Celcius tidak dapat menggantikan kelvin dalam TΔS, dan kesalahan konversi satuan dapat mengubah hasil sebesar faktor 1,000.
- Kembali ke pengamatan awal. Jelaskan apa hasil tersebut mendukung, kondisi apa yang diasumsikannya, dan satu cara untuk menguji penjelasan saingan.
Reaksi yang menguntungkan secara termodinamika haruslah cepat. Klaim ini salah: Kelayakan dan kecepatan adalah pertanyaan yang berbeda. Termodinamika (delta G) menyatakan reaksi dapat berlangsung; kinetika (energi aktivasi, laju) menyatakan seberapa cepat. Konversi berlian menjadi grafit menguntungkan namun berlangsung sangat lambat hingga tak terlihat.
Entropi, energi Gibbs, dan kelayakan: Gunakan ΔG = ΔH - TΔS dengan satuan energi yang konsisten. Perubahan energi Gibbs yang negatif menunjukkan kewajaran termodinamika untuk kondisi yang disebutkan, bukan laju reaksi yang cepat. Halangan aktivasi dapat membuat proses yang menguntungkan menjadi lambat.
Reaksi yang menguntungkan secara termodinamika harus berlangsung cepat.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Kelayakan dan kecepatan adalah pertanyaan yang berbeda. Termodinamika (delta G) menyatakan bahwa suatu reaksi dapat berlangsung; kinetika (energi aktivasi, laju) menyatakan seberapa cepat. Konversi berlian menjadi grafit menguntungkan namun berlangsung sangat lambat hingga tak terasa.
Sifat keadaan terkait dengan dispersi energi dan susunan yang tersedia: tulis istilah teknisnya.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
entropi berarti Sifat keadaan yang terkait dengan penyebaran energi dan susunan yang dapat diakses.