0:00:00.000,0:00:03.130
Тук имаме тази реакция, в която,[br]ако разполагаме с един мол метан

0:00:03.130,0:00:05.590
и той взаимодейства [br]с два мола кислород,

0:00:05.590,0:00:08.000
ще произведем един мол [br]въглероден диоксид

0:00:08.000,0:00:09.540
и два мола вода.

0:00:09.540,0:00:12.000
В този клип искаме да отговорим[br]на въпроса дали тази

0:00:12.000,0:00:14.740
реакция е спонтанна.

0:00:14.740,0:00:17.590
И научихме в последния клип, че [br]за да отговорим на този въпрос,

0:00:17.590,0:00:19.590
трябва да се обърнем към [br]свободната енергия на Гибс

0:00:19.590,0:00:21.400
или по-точно към промяната [br]в свободната енергия на Гибс.

0:00:21.400,0:00:25.000
А промяната в свободната [br]енергия на Гибс е равна на

0:00:25.000,0:00:29.500
промяната в енталпията на реакцията[br]минус температурата,

0:00:29.500,0:00:32.630
при която тя протича, цялото[br]умножено по промяната в ентропията.

0:00:32.630,0:00:38.990
И ако това е по-малко от нула, [br]тогава има спонтанна реакция.

0:00:39.000,0:00:42.230
И всъщност направих [br]нещо предварително.

0:00:42.230,0:00:46.000
Само пресметнах промяната [br]в енталпията при тази реакция,

0:00:46.000,0:00:47.560
което се вижда тук.

0:00:47.560,0:00:50.000
Знаем и как да направим това.[br]Направихме го преди няколко клипа.

0:00:50.000,0:00:54.560
Можеш само да погледнеш топлините[br]на образуване на всеки от тези продукти.

0:00:54.560,0:00:58.000
Водата ще я умножим [br]по 2, щом от нея има 2 мола.

0:00:58.000,0:01:00.440
И така от сбора на топлините[br]на образуване на всички продукти

0:01:00.440,0:01:03.930
изваждаме топлините на образуване[br]на реактантите.

0:01:03.930,0:01:07.000
И разбира се, топлината [br]на образуване на O2 е 0,

0:01:07.000,0:01:11.710
това дори няма да се показва, и[br]ще получим минус 890,3 килоджаула.

0:01:11.710,0:01:15.000
И това ни подсказва, че имаме[br]налице една екзотермична реакция.

0:01:15.000,0:01:18.360
Че тази страна на уравнението[br]съдържа по-малко енергия...

0:01:18.360,0:01:20.440
ако мога да се изразя така –[br]по-малко енергия от тази страна.

0:01:20.440,0:01:22.710
Така че трябва да е била [br]освободена малко енергия.

0:01:22.710,0:01:25.430
Можем дори тук да запишем[br]плюс "Е" за енергия.

0:01:25.430,0:01:28.130
Нека напиша, плюс енергията,[br]която ще бъде освободена.

0:01:28.130,0:01:29.860
Ето защо това е екзотермична реакция.

0:01:29.860,0:01:32.000
Но въпросът ни е,[br]спонтанна ли е тя?

0:01:32.000,0:01:34.000
За да разберем дали е [br]спонтанна, трябва

0:01:34.000,0:01:39.340
да намерим нашето делта s.

0:01:39.340,0:01:42.600
А за да си помогнем с намирането [br]на делта s, предварително

0:01:42.600,0:01:46.000
намерих стандартните[br]моларни ентропии

0:01:46.000,0:01:48.000
за всяка една от тези молекули.

0:01:48.000,0:01:52.090
Например, стандартната...[br]ще я покажа тук в различен цвят.

0:01:52.110,0:01:56.050
стандартната... това е само[br]начин на записване...

0:01:56.055,0:02:00.265
Ще запиша делта тук... само...

0:02:00.265,0:02:05.000
Стандартната... тук прибавяме[br]индекс нула...

0:02:05.000,0:02:08.420
стандартната моларна ентропия –[br]под "стандартна" се има предвид

0:02:08.420,0:02:10.660
при 298 градуса по Келвин.

0:02:10.660,0:02:13.140
Всъщност не трябва [br]да казвам градуси по Келвин.

0:02:13.140,0:02:15.000
Това са 298 Келвина, тук [br]не е нужно да се използва

0:02:15.000,0:02:17.000
думата "градуси", когато [br]говорим за Келвин.

0:02:17.000,0:02:21.870
Така, това е при 298 келвина, което [br]е 25 градуса по Целзий, т.е. стайна температура.

0:02:21.870,0:02:24.510
И ето защо тя се счита [br]за стандартната температура.

0:02:24.510,0:02:29.000
И стандартната ентропия на[br]метана при стайна температура

0:02:29.000,0:02:30.890
е равна на това число тук.

0:02:30.890,0:02:37.000
186 джаула на Келвин мол.

0:02:37.000,0:02:42.000
Ако имаме 1 мол метан, [br]разполагаме със 186 джаула

0:02:42.000,0:02:43.880
на Келвин ентропия.

0:02:43.880,0:02:46.200
Ако имаме 2 мола, [br]умножавам това по 2.

0:02:46.200,0:02:48.490
Ако имам 3 мола,[br]умножавам същото по 3.

0:02:48.490,0:02:54.000
Така цялата промяна в ентропията[br]на тази реакция представлява

0:02:54.000,0:02:58.000
сумата от стандартните[br]ентропии на продуктите

0:02:58.000,0:03:00.440
минус стандартните ентропии [br]на реагентите.

0:03:00.440,0:03:02.840
Същото, което направихме [br]с енталпията.

0:03:02.840,0:03:12.430
И така, това ще е равно на [br]213,6 плюс... имам 2 мола вода.

0:03:12.430,0:03:17.000
Така, имаме плюс два пъти...[br]нека си напишем 70 тук.

0:03:17.000,0:03:20.000
69,9, почти 70.

0:03:20.000,0:03:24.000
Плюс 2 пъти 70, и после [br]искам да извадя

0:03:24.000,0:03:29.190
ентропията на реагентите, или[br]тази страна от реакцията.

0:03:29.190,0:03:42.510
Така ентропията на 1 мол CH4[br]е 186 плюс 2 пъти 205.

0:03:42.510,0:03:45.680
И само така на око, [br]това число е близко до това число,

0:03:45.680,0:03:48.000
но това тук е много[br]по-голямо от това.

0:03:48.000,0:03:50.000
Течната вода има много [br]по-ниска...

0:03:50.000,0:03:51.740
това е ентропията на течната вода.

0:03:51.740,0:03:54.530
Тя има много по-ниска ентропия[br]от газообразния кислород.

0:03:54.530,0:03:56.290
А това е логично.

0:03:56.290,0:03:59.250
Понеже се е образувала течност,[br]има много по малко на брой състояния.

0:03:59.250,0:04:04.640
Цялата течност е долу на дъното, а газът [br]приема формата на съда и се разширява.

0:04:04.640,0:04:06.340
С други думи, един газ ще има [br]много по-висока

0:04:06.340,0:04:08.000
ентропия от една течност.

0:04:08.000,0:04:11.460
Така само като го погледнем, можем[br]вече да видим, че продуктите ни

0:04:11.460,0:04:13.900
ще имат по-ниска [br]ентропия от реагентите.

0:04:13.900,0:04:15.820
И това вероятно ще [br]бъде едно отрицателно число.

0:04:15.820,0:04:19.570
Но нека го потвърдим.

0:04:19.570,0:04:30.630
И така, имам 200, 213,6 плюс...[br]плюс 140, нали така?

0:04:30.630,0:04:31.580
2 пъти по 70.

0:04:31.580,0:04:35.620
Плюс 140 е равно на 353,6.

0:04:35.620,0:04:39.580
Което дава 353,6.

0:04:39.580,0:04:47.000
И от тук ще извадя... 186 плюс

0:04:47.000,0:04:54.350
2 пъти 205 е равно на 596.

0:04:54.350,0:04:58.990
Така минус 596, и какво [br]дава това?

0:04:58.990,0:05:06.490
Имаме минус 596, и след това [br]плюс 353,6.

0:05:06.490,0:05:11.100
И се получава минус 242,4.

0:05:11.100,0:05:18.000
Така това е равно на минус 242,4[br]джаула на Келвин, което е нашата

0:05:18.000,0:05:21.000
делта s минус.

0:05:21.000,0:05:23.950
И губим тази ентропия.

0:05:23.950,0:05:26.270
Тези единици може да нямат [br]смисъл сега за теб,

0:05:26.270,0:05:28.710
това са един вид условни единици.

0:05:28.710,0:05:31.000
Но можем да кажем, хей, това [br]става по-подредено.

0:05:31.000,0:05:33.750
И има някакъв смисъл, защото[br]един тон газ е налице.

0:05:33.750,0:05:38.010
Имаме 3 отделни молекули, [br]1 тук и 2 молекули кислород.

0:05:38.010,0:05:40.000
И пак отиваме при 3 молекули, но

0:05:40.000,0:05:42.000
водата сега е течност.

0:05:42.000,0:05:45.000
И има смисъл, според мен,[br]в изгубването на ентропия.

0:05:45.000,0:05:48.580
Има по-малко състояния, [br]в които течността може да бъде.

0:05:48.580,0:05:51.640
Но нека разберем дали [br]тази реакция е спонтанна.

0:05:51.640,0:05:57.370
Нашето делта g е равно [br]на делта h.

0:05:57.370,0:06:01.000
Освобождаваме енергия,[br]т.е. имаме минус 890.

0:06:01.000,0:06:02.460
Ще се освободя [br]от десетичните запетаи.

0:06:02.460,0:06:04.000
Не е нужно да сме [br]толкова точни.

0:06:04.000,0:06:06.000
Минус температурата.

0:06:06.000,0:06:09.000
Приемаме, че сме на[br]стайна температура, или 298

0:06:09.000,0:06:10.000
градуса по Келвин.

0:06:10.000,0:06:13.180
Което е 28... трябва само[br]да кажа 298 Келвина.

0:06:13.180,0:06:15.850
Трябва да се науча да не казвам[br]"градуса", когато говорим за Келвин.

0:06:15.850,0:06:22.760
Което е 25 градуса по Целзий, [br]умножени по промяната в ентропията.

0:06:22.760,0:06:25.000
Така, това [br]ще бъде един минус.

0:06:25.000,0:06:28.480
Сега можем да кажем, добре, минус [br]242, може да искаме да сложим това там.

0:06:28.480,0:06:30.800
Но трябва да сме много,[br]много, много внимателни.

0:06:30.800,0:06:33.000
Това тук е в килоджаули.

0:06:33.000,0:06:35.000
А това тук е в джаули.

0:06:35.000,0:06:37.580
И ако искаме да напишем [br]всичко в килоджаули,

0:06:37.580,0:06:40.370
след като вече сме записали[br]това, нека го запишем в килоджаули.

0:06:40.370,0:06:46.000
Така, имаме 0,242 килоджаула

0:06:46.000,0:06:52.000
на Келвин.

0:06:52.000,0:06:55.680
Така нашата свободна енергия на Гибс[br]тук ще бъде

0:06:55.680,0:07:02.570
минус 890 килоджаула минус 290...[br]като минус и още един минус дава плюс.

0:07:02.570,0:07:05.730
А това има смисъл –[br]ентропията ще направи

0:07:05.730,0:07:08.410
свободната енергия на Гибс [br]по-положителна.

0:07:08.410,0:07:11.760
Което, както знаем, след като искаме [br]да получим това тук под 0,

0:07:11.760,0:07:14.150
то ще се пребори със спонтанността.

0:07:14.150,0:07:18.000
Но нека видим дали действителната енталпия [br]може да бъде надмината,

0:07:18.000,0:07:20.640
нейната екзотермична природа.

0:07:20.640,0:07:22.410
Изглежда, че е възможно, [br]защото умножаваме

0:07:22.410,0:07:25.030
една дроб с това и ще се получи[br]по-малко число от това.

0:07:25.030,0:07:27.000
Но нека го намерим.

0:07:27.000,0:07:31.000
И така, делено на 1, 2, 3.

0:07:31.000,0:07:37.000
Това е нашата промяна в ентропията, [br]умножена по 298,

0:07:37.000,0:07:40.000
температурата е минус 72.

0:07:40.000,0:07:43.870
И този член става... [br]поставяме един минус тук...

0:07:43.870,0:07:47.000
и става плюс 72,2.

0:07:47.000,0:07:50.000
Това е ентропичният срок[br]при стандартна температура.

0:07:50.000,0:07:51.480
Превръща се в това.

0:07:51.480,0:07:53.080
А това е членът за енталпията.

0:07:53.080,0:07:55.560
Можем вече да видим, че [br]енталпията е много

0:07:55.560,0:07:58.710
по-отрицателно число от[br]положителния член за температурата,

0:07:58.710,0:08:00.480
умножен по промяната в ентропията.

0:08:00.480,0:08:04.570
Така че този член[br]се явява победителят.

0:08:04.570,0:08:08.000
И макар, че губим ентропия[br]в тази реакция, тя освобождава

0:08:08.000,0:08:10.840
толкова много енергия, която [br]ще е спонтанна.

0:08:10.840,0:08:14.000
Което определно е по-малко [br]от 0, така че ще е налице

0:08:14.000,0:08:17.000
една спонтанна реакция.

0:08:17.000,0:08:19.340
Както можем да видим, че тези [br]задачи за свободна енергия на Гибс,

0:08:19.340,0:08:20.600
не са толкова трудни.

0:08:20.600,0:08:23.370
Трябва само да се намерят[br]тези величини.

0:08:23.370,0:08:27.000
А за да се намерят тези величини,[br]ще е дадено

0:08:27.000,0:08:29.680
или делта h, но пък знаем [br]как да решим делта h.

0:08:29.680,0:08:32.680
Просто поглеждаме топлините[br]на образуване за всички продукти,

0:08:32.680,0:08:35.000
изваждаме реагентите, и разбира се

0:08:35.000,0:08:38.000
изчакваме сега за коефициентите.

0:08:38.000,0:08:40.870
И тогава, за да намерим промяната [br]в ентропията, правим същото нещо.

0:08:40.870,0:08:44.000
Трябва да погледнем към стандартните[br]моларни ентропии

0:08:44.000,0:08:47.620
за продуктите по съответните [br]коефициенти, изваждаме реактантите,

0:08:47.620,0:08:50.000
и после просто заместваме тук,

0:08:50.000,0:08:51.870
след което вече имаме [br]свободната енергия на Гибс.

0:08:51.870,0:08:54.350
А в този случай [br]тя беше отрицателна.

0:08:54.350,0:08:56.000
Сега можем да си представим [br]една ситуация, в която

0:08:56.000,0:08:57.650
имаме много по-висока температура.

0:08:57.650,0:09:00.490
Като повърхността на слънцето [br]или нещо, където

0:09:00.490,0:09:08.010
вместо 298 тук може[br]да е 2000 или 4000.

0:09:08.010,0:09:10.000
Тогава изведнъж нещата [br]стават интересни.

0:09:10.000,0:09:15.090
Ако можем да си представим, ако[br]тук имахме 40 000 Келвина температура,

0:09:15.090,0:09:17.550
тогава внезапно[br]членът за ентропията,

0:09:17.550,0:09:20.000
загубата на ентропия[br]ще има много по-голямо значение.

0:09:20.000,0:09:22.390
Така този член, който е [br]положителен,

0:09:22.390,0:09:25.620
ще надвиши този, и може би [br]няма да е спонтанна реакцията

0:09:25.620,0:09:27.850
при много, много, много, много[br]висока температура.

0:09:27.850,0:09:29.280
Друг начин да го разгледаме е:

0:09:29.280,0:09:34.000
Реакция, при която се отделя топлина,[br]отделената топлина няма значение,

0:09:34.000,0:09:37.000
отделената топлина няма такова голямо[br]значение, когато вече има

0:09:37.000,0:09:40.090
голямо количество топлина [br]или кинетична енергия в средата.

0:09:40.090,0:09:42.830
Ако температурата беше достатъчно[br]висока, тази реакция нямаше

0:09:42.830,0:09:46.000
да е спонтанна, защото вероятно [br]членът за ентропията щеше да победител.

0:09:46.000,0:09:49.000
Но както и да е, исках само да[br]направя тези изчисления,

0:09:49.000,0:09:51.000
за да ти покажа, че тук [br]няма нищо абстрактно.

0:09:51.000,0:09:53.870
Можеш да потърсиш всичко [br]в мрежата и да разбереш

0:09:53.870,0:09:56.570
дали реакцията ще бъде спонтанна.