23105 skan0065 (2)

68 Termodynamika chemiczna

68 Termodynamika chemiczna

(3.36)

dS_uk - QJT = djS.

Entropia dowolnego układu w wyniku przebiegu procesu samorzutnego może się zmieniać wskutek jej wymiany z otoczeniem (transport entropii) d_eS

d_eS=QJT    (3.37)

i jej produkcji d_vS

dS_uk = d_eS + d,S.    (3.38)

Sumaryczna zmiana entropii układu i otoczenia dS jest równa zeru (w procesie odwracalnym) bądź jest dodatnia (w procesie samorzutnym)

dS = dS_uk + dS_ol ^ 0.    (3.39)

Przykład 3.12. W 25°C prężność pary w równowadze z ciekłym toluenem wynosi 3,79 kPa. W tej temperaturze entalpia parowania toluenu jest równa 38,29 kJ • mol^-1. Dla procesu parowania toluenu w 25°C obliczyć: a) zmianę entropii układu, b) zmianę entropii otoczenia, c) całkowitą zmianę entropii w tym procesie.

Rozwiązanie.

a) Parowanie toluenu jest procesem odwracalnym, stąd. w wyniku całkowania (3.34), mamy

128,43 J-K^-1-mol^-1.

^uk -

^par

T

38290

298,15

b) Pobrane przez toluen ciepło parowania pochodzi od otoczenia^f4) (termostatu), toteż

^par

T

38290

298,15

= -128,43 J-K^-1

c) Całkowita zmiana entropii jest sumą zmian entropii układu i otoczenia. Zgodnie z przewidywaniem wynosi ona 0:

AS_C - /IS_i)t - 0. ■

Ilustracją II zasady termodynamiki w ujęciu Thomsona jest cykl Carnota, w którym gaz idealny jest kolejno poddawany odwracalnym procesom (rys. 3.8): kompresji adiabatycznej (1 —> 2), a potem izotermicznej (2 -a 3), po czym nastę-

^(A) Pobranie przez układ ciepła nie zmienia temperatury otoczenia, gdyż, z założenia, ma ono tak dużą pojemność cieplną, iż jest cały' czas w równowadze. Wymiana ciepła przez otoczenie jest w'ięc zawsze procesem odwracalnym.