20.1: Entropy

10月 31, 2021

Entropy

自然界にはシステムがより無秩序または無作為の状態に向かって進行する傾向があります。 エントロピーは、システムのランダム性または無秩序の程度を表す尺度である。 エントロピーは、日常的な状況について考えるときに理解しやすい概念である。 最近掃除して整理した部屋のエントロピーは低い。 しかし、時間が経つにつれて無秩序になり、エントロピーは増大します(下図参照)。 システムの自然な性質として、エントロピーは増加する。

化学反応も、系の総エントロピーを増加させるように進行する傾向があります。 ある反応がエントロピーの増加を示しているか減少を示しているかは、どのようにして見分けることができるのでしょうか。 反応物や生成物の分子状態から判断することができます。 ある物質について、液体状態のエントロピーは固体状態のエントロピーより大きい。 同様に、気体のエントロピーは液体のエントロピーより大きい。 したがって、固体または液体の反応物が気体の生成物を形成する過程では、エントロピーが増大する。 また、固体の反応物が液体の生成物を形成する場合にもエントロピーは増加する。

  • 物質が複数の部分に分解されるとエントロピーは増加する。 溶解のプロセスは、溶液が形成されるときに溶質粒子が互いに分離されるので、エントロピーを増加させる。
  • エントロピーは、温度が上昇すると増加する。 温度が上がるということは、物質の粒子がより大きな運動エネルギーを持つということである。 より速く動く粒子は、より低い温度でよりゆっくりと動いている粒子よりも多くの無秩序を有する。
  • エントロピーは、一般に、生成物分子の総数が反応物分子の総数よりも大きい反応において増加する。
  • 以下の例は、反応におけるエントロピーの変化をどのように予測できるかを説明するのに役立つ。 \ʕ-̫͡-ʔ̫͡-ʔ \left( l \right)╱︎気体が液体になりエントロピーが減少している。 \♪♪♪~ \気体が発生して分子数が増えているので、エントロピーが増加しています。 \反応分子4個が生成分子2個を形成しているので、エントロピーは減少している。 すべて気体である。 \left( aq \right) + \ce{NaCl}. \ЪЪЪЪЪЪ \left( aq \right) + \ce{AgCl}. \left( s \right)\)

    The entropy is decreasing because the solid from thequeous reactants.

    (\ce{H_2}, H_2}) \♪♪~ \ЪЪЪЪ 2 ЪЪЪ \⑭式両辺に同数の分子があり、すべて気体なので、エントロピー変化は不明(ただしゼロではない可能性が高い)⑭式両辺に同数の分子があり、すべて気体なので、エントロピー変化は不明(ただしゼロではない可能性が高い)⑭式両辺に同数の分子があり、すべて気体なので、エントロピー変化は不明(ただしゼロではない可能性が高い)。

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