엔트로피, 깁스 에너지 및 가능성
도입됨| English | 의미 |
|---|---|
| entropy/ˈentrəpi/ | 엔트로피 |
| Gibbs energy/ɡɪbz ˈenədʒi/ | 지브스 에너지 |
이 현상을 설명할 수 있는 이유는 무엇인가?
- 반응은 흡열 반응일 수 있으며 동시에 열역학적으로 유리할 수 있습니다. 엔탈피만으로는 특정 온도에서 유리한 방향을 결정하지 못합니다.
- 예측을 먼저 제시하십시오. 비교하고자 하는 양이나 특성을 명시한 뒤, 두 설명을 구별할 수 있는 증거가 무엇인지 결정하십시오.
모델 만들기
- 엔트로피는 에너지의 분산 및 접근 가능한 미시적 배열의 수와 관련이 있습니다. **吉布斯 자유 에너지(Gibbs energy)**는 일정 온도와 압력에서의 과정에 대해 엔탈피, 엔트로피 및 절대 온도를 결합합니다.
- 熵：与能量分散及可及排列相关的状态性质；吉布斯自由能：结合焓和熵贡献的热力学量。
ΔG가 음수일 때에도 작게 남을 수 있는 것은 무엇인가?
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엔트로피 변화(ΔG)는 반응이 열역학적으로 유리한지 여부를 나타내지만, 역학(속도)에 대해서는 설명하지 않습니다. 높은 활성화 장벽은 유리한 반응이라도 다이아몬드가 보여주는 것처럼 측정 불가능할 정도로 느리게 만들 수 있습니다.
각 전문 용어에 대한 정확한 의미를 매칭하시오.
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정의를 사용하여 유사한 양과 과정을 구분하시오.
검증 가능한 증거 선택하기
- 일관된 에너지 단위를 사용하여 ΔG = ΔH - TΔS를 적용합니다.吉布斯 자유 에너지 변화가 음수인 것은 명시된 조건에서 열역학적으로 유리함을 의미할 뿐, 반응 속도가 빠르다는 것을 의미하지 않습니다. 활성화 장벽 때문에 유리한 과정이 느릴 수 있습니다.
- 값이 표준 상태량인지 명시하고, 온도는 켈빈(K)으로 기록합니다. 엔탈피가 킬로줄 per mole 단위로 주어질 때, 엔트로피를 줄 per kelvin per mole에서 킬로줄 per kelvin per mole로 변환합니다.
이 경우 조사 또는 모델이 더 타당하게 만들 수 있는 두 가지 습관은 무엇인가?
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조건과 가정을 명시하면 다른 사람이 정확히 작업을 재현할 수 있으며, 근거 증거를 기록하면 결론을 검증할 수 있습니다. 반대되는 결과를 숨기는 것은 잘못된 결론을 반박할 수 있는 증거를 제거하는 것이며, 한 번의 측정으로는 더 넓은 주장을 입증할 수 없습니다.
알려진 값으로부터 시작하기
- 알려진 값과 그 단위를 명시하십시오. 이 사례에 가정이 부합하는 식을 선택한 후 대입하기前面으로 변형하십시오.
- 주어진 값: ΔH = +20 kJ per mole, ΔS = +100 J per kelvin per mole, T = 300 K입니다. ΔS = 0.100 kJ per kelvin per mole로 변환합니다. ΔG = ΔH - TΔS = 20 - 300×0.100 = -10 kJ per mole입니다. 이 과정은 명시된 근사 하에서 유리합니다.
ΔH=30 kJ per mole, ΔS=0.10 kJ per kelvin per mole, T=400 K입니다. ΔG를 구하십시오. 동일한 순서를 사용하십시오: 주어진 양 → 모델 → 관계식 → 대입 → 단위 및 해석.
ΔH=30 kJ/mol, ΔS=0.10 kJ/(K·mol), T=400 K입니다. ΔG를 구하십시오.
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결과는 -10 kJ/mol입니다.已知: ΔH = 30 kJ/mol; ΔS = 0.10 kJ/(K·mol); T = 400 K. 공식 ΔG = ΔH − T × ΔS를 사용합니다. ΔG = 30 − 400 × 0.10 = -10 kJ/mol. 음수이므로 이 근사값 하에서 가능합니다. 단, ΔS 값은 이미 kJ 단위로 주어졌음을 유의하십시오.
결론及其 한계 확인하기
- 열역학적으로 유리함은 반응 속도를 보장하지 않습니다. 켄트(°C)는 TΔS에서 켈빈(K)으로 대체할 수 없으며, 단위 변환 오류로 인해 결과가 1,000배 바뀔 수 있습니다.
- 원래 관찰로 돌아가십시오. 결과가 어떤 것을 지지하며, 어떤 조건을 전제로 하며, 경쟁 설명을 검증하는 방법 하나를 제시하십시오.
열역학적으로 유리한 반응은 반드시 빠르다. 이 주장은 틀렸다: 가능성과 속도는 다른 문제이다. 열역학(델타 G)은 반응이 진행될 수 있음을 말하지만, 동력학(활성화 에너지, 속도)은 얼마나 빠른지를 말한다. 다이아몬드가 석탄으로 변하는 것은 열역학적으로 유리하지만 거의 관찰되지 않을 정도로 느리다.
엔트로피,吉布斯 자유 에너지 및 타당성: 일관된 에너지 단위를 사용하여 ΔG = ΔH - TΔS를 적용합니다.吉布斯 자유 에너지 변화가 음수인 것은 명시된 조건에서 열역학적으로 유리함을 의미할 뿐, 반응 속도가 빠르다는 것을 의미하지 않습니다. 활성화 장벽 때문에 유리한 과정이 느릴 수 있습니다.
열역학적으로 유리한 반응은 반드시 빠르게 일어나야 한다.
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가능성과 속도는 서로 다른 문제입니다. 열역학(ΔG)은 반응이 진행될 수 있음을 의미하지만, 역학(활성화 에너지, 속도)은 그 속도를 설명합니다. 다이아몬드가石墨로 변하는 것은 열역학적으로 유리하지만 관찰할 수 없을 정도로 느립니다.
에너지 분산과 접근 가능한 배치를 나타내는 상태 함수: 기술적 용어를 쓰시오.
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엔트로피란 에너지 분산 및 접근 가능한 배치와 관련된 상태 특성을 의미합니다.