в науке и технике, и в первую очередь в химии и химической технологии, для суждения о том, можно ли осуществить нужную химическую реакцию или получить нужное вещество.
Для облегчения таких расчетов, часто очень сложных, существуют специальные справочные издания, в которых собраны в таблицы заранее рассчитанные значения энтропии различных химических соединений.
Как sue вычислить энтропию?
Вычислить вообще энтропию системы, энтропию любого тела нельзя, точно так же, как нельзя вообще определить его энергию. Вычислить можно только изменение энтропии при переходе системы из одного состояния в другое, если этот переход провести квазистатическим путем. Расчет этот по существу прост, правда, из-за недостатка экспериментальных данных часто он становится сложным и трудным, а иногда и невозможным. Чтобы вычислить энтропию, нужны точные измерения теплоемкостей и тепловых эффектов, необходимо также знать уравнение состояния.
Чтобы получить понятие о том, как в простейшем случае рассчитывается энтропия, полезно внимательно рассмотреть график, на котором приведен расчет изменения энтропии воды.
Специального названия для единиц, в которых измеряют энтропию, не придумано. Ее
калория
измеряют в калория/моль•градус.
Что такое энтропия?
Много было дано ответов на вопрос, что такое энтропия, но ни один из них не может быть назван полностью удовлетворительным. Самый точный ответ такой: изменение энтропии— это сумма приведенных теплот в обратимом процессе. Ясно? Для специалиста-термодинамика ясно и достаточно. Нам же, пожалуй, стоит познакомиться еще с одним определением энтропии.
Вернемся к циклу Карно. Из всего тепла Qн как мы знаем, в работу можно превратить не больше, чем Qн-Qх. Тепло, отданное холодильнику, при данных температурах нагревателя и холодильника в работу уже не превратишь! Оно для нас потеряно, пропало без пользы. Сосчитать, сколько же такого обесцененного тепла, нетрудно. Не меньше чем
Qx=(Qн/Tн)•Tx. Но величина Qн/Tн это не что иное, как изменение энтропии нашего работающего в цикле
Рис. 22. Рассмотрим на примере воды, как надо рассчитывать энтропию. Прежде всего нужно выбрать начальное состояние системы. Пусть это будет состояние льда при 0° Ц. Во всех процессах, протекающих при постоянной температуре, изменение энтропии находится очень просто — оно равно теплоте приведенной обратимого процесса Q/T. Это
справедливо и для плавления льда, и для испарения воды. Для нагревания воды расчет усложняется, ее температура при нагревании от 273° К до 373°К изменяется непрерывно. Поэтому приходится суммировать бесконечно малые изменения энтропии. Для вычисления энтропии нужно знать теплоемкость и теплоту превращений. Теплоемкость воды С= 1 калории на грамм при изменении температуры на 1 градус. Для воды теплота плавления = 80 калориям на грамм. Теплота испарения при 100°Ц— 539 калорий на грамм. Точный расчет энтропии очень громоздок и труден. Приходится учитывать, как влияет на изменение теплоемкости не только изменение температуры, но и изменение давления.
164