ДОВІДНИК З ХІМІЇ

ЕНЕРГЕТИКА ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

3. Рушійна сила хімічних реакцій

Досвід показує, що будь-яка система твердих тіл або речовин завжди прагне перейти у стан з найменшою енергією. Це явище відповідає принципу найменшої енергії.

Приклад. Якщо рідку воду винести взимку на холод, то вона перетворюється на твердий лід з виділенням енергії, бо при температурі нижче 0 °С вода має меншу внутрішню енергію, ніж у рідкому стані.

Здосліду можна також побачити, що теплота прагне перерозподілитися. Це явище називають вирівнюванням теплоти.

Приклад. Якщо внести посудину з гарячою водою у приміщення, де температура дорівнює 20 °С, то вода почне віддавати теплоту в приміщення доти, доки обидві температури не вирівняються. Таким чином, теплота розподілилася в приміщенні рівномірно.

3.1. Поняття ентропії

Тенденція до розподілу є не лише властивістю енергії теплоти, це властиво й речовинам.

Приклад. Якщо декілька крапель брому капнути на днище циліндра, заповненого повітрям, то пари брому мимоволі змішуються з повітрям доти, доки він не розподілиться в циліндрі рівномірно.

При змішуванні брому з повітрям відбувається перехід від впорядкованої системи, в якій частинки обох речовин відокремлені одна від одної, до неврегульованої системи, в якій частинки двох речовин перемішуються між собою.

Мірилом безладу системи є ентропія S. Чим менший порядок, тим більша ентропія.

Приклад. У твердій речовині частинки впорядковані в ґратці рівномірно, при плавленні цей впорядкований стан переходить у неврегульований стан рідини — ентропія речовини збільшується.