1
00:00:00,000 --> 00:00:03,130
Тук имаме тази реакция, в която,
ако разполагаме с един мол метан

2
00:00:03,130 --> 00:00:05,590
и той взаимодейства 
с два мола кислород,

3
00:00:05,590 --> 00:00:08,000
ще произведем един мол 
въглероден диоксид

4
00:00:08,000 --> 00:00:09,540
и два мола вода.

5
00:00:09,540 --> 00:00:12,000
В този клип искаме да отговорим
на въпроса дали тази

6
00:00:12,000 --> 00:00:14,740
реакция е спонтанна.

7
00:00:14,740 --> 00:00:17,590
И научихме в последния клип, че 
за да отговорим на този въпрос,

8
00:00:17,590 --> 00:00:19,590
трябва да се обърнем към 
свободната енергия на Гибс

9
00:00:19,590 --> 00:00:21,400
или по-точно към промяната 
в свободната енергия на Гибс.

10
00:00:21,400 --> 00:00:25,000
А промяната в свободната 
енергия на Гибс е равна на

11
00:00:25,000 --> 00:00:29,500
промяната в енталпията на реакцията
минус температурата,

12
00:00:29,500 --> 00:00:32,630
при която тя протича, цялото
умножено по промяната в ентропията.

13
00:00:32,630 --> 00:00:38,990
И ако това е по-малко от нула, 
тогава има спонтанна реакция.

14
00:00:39,000 --> 00:00:42,230
И всъщност направих 
нещо предварително.

15
00:00:42,230 --> 00:00:46,000
Само пресметнах промяната 
в енталпията при тази реакция,

16
00:00:46,000 --> 00:00:47,560
което се вижда тук.

17
00:00:47,560 --> 00:00:50,000
Знаем и как да направим това.
Направихме го преди няколко клипа.

18
00:00:50,000 --> 00:00:54,560
Можеш само да погледнеш топлините
на образуване на всеки от тези продукти.

19
00:00:54,560 --> 00:00:58,000
Водата ще я умножим 
по 2, щом от нея има 2 мола.

20
00:00:58,000 --> 00:01:00,440
И така от сбора на топлините
на образуване на всички продукти

21
00:01:00,440 --> 00:01:03,930
изваждаме топлините на образуване
на реактантите.

22
00:01:03,930 --> 00:01:07,000
И разбира се, топлината 
на образуване на O2 е 0,

23
00:01:07,000 --> 00:01:11,710
това дори няма да се показва, и
ще получим минус 890,3 килоджаула.

24
00:01:11,710 --> 00:01:15,000
И това ни подсказва, че имаме
налице една екзотермична реакция.

25
00:01:15,000 --> 00:01:18,360
Че тази страна на уравнението
съдържа по-малко енергия...

26
00:01:18,360 --> 00:01:20,440
ако мога да се изразя така –
по-малко енергия от тази страна.

27
00:01:20,440 --> 00:01:22,710
Така че трябва да е била 
освободена малко енергия.

28
00:01:22,710 --> 00:01:25,430
Можем дори тук да запишем
плюс "Е" за енергия.

29
00:01:25,430 --> 00:01:28,130
Нека напиша, плюс енергията,
която ще бъде освободена.

30
00:01:28,130 --> 00:01:29,860
Ето защо това е екзотермична реакция.

31
00:01:29,860 --> 00:01:32,000
Но въпросът ни е,
спонтанна ли е тя?

32
00:01:32,000 --> 00:01:34,000
За да разберем дали е 
спонтанна, трябва

33
00:01:34,000 --> 00:01:39,340
да намерим нашето делта s.

34
00:01:39,340 --> 00:01:42,600
А за да си помогнем с намирането 
на делта s, предварително

35
00:01:42,600 --> 00:01:46,000
намерих стандартните
моларни ентропии

36
00:01:46,000 --> 00:01:48,000
за всяка една от тези молекули.

37
00:01:48,000 --> 00:01:52,090
Например, стандартната...
ще я покажа тук в различен цвят.

38
00:01:52,110 --> 00:01:56,050
стандартната... това е само
начин на записване...

39
00:01:56,055 --> 00:02:00,265
Ще запиша делта тук... само...

40
00:02:00,265 --> 00:02:05,000
Стандартната... тук прибавяме
индекс нула...

41
00:02:05,000 --> 00:02:08,420
стандартната моларна ентропия –
под "стандартна" се има предвид

42
00:02:08,420 --> 00:02:10,660
при 298 градуса по Келвин.

43
00:02:10,660 --> 00:02:13,140
Всъщност не трябва 
да казвам градуси по Келвин.

44
00:02:13,140 --> 00:02:15,000
Това са 298 Келвина, тук 
не е нужно да се използва

45
00:02:15,000 --> 00:02:17,000
думата "градуси", когато 
говорим за Келвин.

46
00:02:17,000 --> 00:02:21,870
Така, това е при 298 келвина, което 
е 25 градуса по Целзий, т.е. стайна температура.

47
00:02:21,870 --> 00:02:24,510
И ето защо тя се счита 
за стандартната температура.

48
00:02:24,510 --> 00:02:29,000
И стандартната ентропия на
метана при стайна температура

49
00:02:29,000 --> 00:02:30,890
е равна на това число тук.

50
00:02:30,890 --> 00:02:37,000
186 джаула на Келвин мол.

51
00:02:37,000 --> 00:02:42,000
Ако имаме 1 мол метан, 
разполагаме със 186 джаула

52
00:02:42,000 --> 00:02:43,880
на Келвин ентропия.

53
00:02:43,880 --> 00:02:46,200
Ако имаме 2 мола, 
умножавам това по 2.

54
00:02:46,200 --> 00:02:48,490
Ако имам 3 мола,
умножавам същото по 3.

55
00:02:48,490 --> 00:02:54,000
Така цялата промяна в ентропията
на тази реакция представлява

56
00:02:54,000 --> 00:02:58,000
сумата от стандартните
ентропии на продуктите

57
00:02:58,000 --> 00:03:00,440
минус стандартните ентропии 
на реагентите.

58
00:03:00,440 --> 00:03:02,840
Същото, което направихме 
с енталпията.

59
00:03:02,840 --> 00:03:12,430
И така, това ще е равно на 
213,6 плюс... имам 2 мола вода.

60
00:03:12,430 --> 00:03:17,000
Така, имаме плюс два пъти...
нека си напишем 70 тук.

61
00:03:17,000 --> 00:03:20,000
69,9, почти 70.

62
00:03:20,000 --> 00:03:24,000
Плюс 2 пъти 70, и после 
искам да извадя

63
00:03:24,000 --> 00:03:29,190
ентропията на реагентите, или
тази страна от реакцията.

64
00:03:29,190 --> 00:03:42,510
Така ентропията на 1 мол CH4
е 186 плюс 2 пъти 205.

65
00:03:42,510 --> 00:03:45,680
И само така на око, 
това число е близко до това число,

66
00:03:45,680 --> 00:03:48,000
но това тук е много
по-голямо от това.

67
00:03:48,000 --> 00:03:50,000
Течната вода има много 
по-ниска...

68
00:03:50,000 --> 00:03:51,740
това е ентропията на течната вода.

69
00:03:51,740 --> 00:03:54,530
Тя има много по-ниска ентропия
от газообразния кислород.

70
00:03:54,530 --> 00:03:56,290
А това е логично.

71
00:03:56,290 --> 00:03:59,250
Понеже се е образувала течност,
има много по малко на брой състояния.

72
00:03:59,250 --> 00:04:04,640
Цялата течност е долу на дъното, а газът 
приема формата на съда и се разширява.

73
00:04:04,640 --> 00:04:06,340
С други думи, един газ ще има 
много по-висока

74
00:04:06,340 --> 00:04:08,000
ентропия от една течност.

75
00:04:08,000 --> 00:04:11,460
Така само като го погледнем, можем
вече да видим, че продуктите ни

76
00:04:11,460 --> 00:04:13,900
ще имат по-ниска 
ентропия от реагентите.

77
00:04:13,900 --> 00:04:15,820
И това вероятно ще 
бъде едно отрицателно число.

78
00:04:15,820 --> 00:04:19,570
Но нека го потвърдим.

79
00:04:19,570 --> 00:04:30,630
И така, имам 200, 213,6 плюс...
плюс 140, нали така?

80
00:04:30,630 --> 00:04:31,580
2 пъти по 70.

81
00:04:31,580 --> 00:04:35,620
Плюс 140 е равно на 353,6.

82
00:04:35,620 --> 00:04:39,580
Което дава 353,6.

83
00:04:39,580 --> 00:04:47,000
И от тук ще извадя... 186 плюс

84
00:04:47,000 --> 00:04:54,350
2 пъти 205 е равно на 596.

85
00:04:54,350 --> 00:04:58,990
Така минус 596, и какво 
дава това?

86
00:04:58,990 --> 00:05:06,490
Имаме минус 596, и след това 
плюс 353,6.

87
00:05:06,490 --> 00:05:11,100
И се получава минус 242,4.

88
00:05:11,100 --> 00:05:18,000
Така това е равно на минус 242,4
джаула на Келвин, което е нашата

89
00:05:18,000 --> 00:05:21,000
делта s минус.

90
00:05:21,000 --> 00:05:23,950
И губим тази ентропия.

91
00:05:23,950 --> 00:05:26,270
Тези единици може да нямат 
смисъл сега за теб,

92
00:05:26,270 --> 00:05:28,710
това са един вид условни единици.

93
00:05:28,710 --> 00:05:31,000
Но можем да кажем, хей, това 
става по-подредено.

94
00:05:31,000 --> 00:05:33,750
И има някакъв смисъл, защото
един тон газ е налице.

95
00:05:33,750 --> 00:05:38,010
Имаме 3 отделни молекули, 
1 тук и 2 молекули кислород.

96
00:05:38,010 --> 00:05:40,000
И пак отиваме при 3 молекули, но

97
00:05:40,000 --> 00:05:42,000
водата сега е течност.

98
00:05:42,000 --> 00:05:45,000
И има смисъл, според мен,
в изгубването на ентропия.

99
00:05:45,000 --> 00:05:48,580
Има по-малко състояния, 
в които течността може да бъде.

100
00:05:48,580 --> 00:05:51,640
Но нека разберем дали 
тази реакция е спонтанна.

101
00:05:51,640 --> 00:05:57,370
Нашето делта g е равно 
на делта h.

102
00:05:57,370 --> 00:06:01,000
Освобождаваме енергия,
т.е. имаме минус 890.

103
00:06:01,000 --> 00:06:02,460
Ще се освободя 
от десетичните запетаи.

104
00:06:02,460 --> 00:06:04,000
Не е нужно да сме 
толкова точни.

105
00:06:04,000 --> 00:06:06,000
Минус температурата.

106
00:06:06,000 --> 00:06:09,000
Приемаме, че сме на
стайна температура, или 298

107
00:06:09,000 --> 00:06:10,000
градуса по Келвин.

108
00:06:10,000 --> 00:06:13,180
Което е 28... трябва само
да кажа 298 Келвина.

109
00:06:13,180 --> 00:06:15,850
Трябва да се науча да не казвам
"градуса", когато говорим за Келвин.

110
00:06:15,850 --> 00:06:22,760
Което е 25 градуса по Целзий, 
умножени по промяната в ентропията.

111
00:06:22,760 --> 00:06:25,000
Така, това 
ще бъде един минус.

112
00:06:25,000 --> 00:06:28,480
Сега можем да кажем, добре, минус 
242, може да искаме да сложим това там.

113
00:06:28,480 --> 00:06:30,800
Но трябва да сме много,
много, много внимателни.

114
00:06:30,800 --> 00:06:33,000
Това тук е в килоджаули.

115
00:06:33,000 --> 00:06:35,000
А това тук е в джаули.

116
00:06:35,000 --> 00:06:37,580
И ако искаме да напишем 
всичко в килоджаули,

117
00:06:37,580 --> 00:06:40,370
след като вече сме записали
това, нека го запишем в килоджаули.

118
00:06:40,370 --> 00:06:46,000
Така, имаме 0,242 килоджаула

119
00:06:46,000 --> 00:06:52,000
на Келвин.

120
00:06:52,000 --> 00:06:55,680
Така нашата свободна енергия на Гибс
тук ще бъде

121
00:06:55,680 --> 00:07:02,570
минус 890 килоджаула минус 290...
като минус и още един минус дава плюс.

122
00:07:02,570 --> 00:07:05,730
А това има смисъл –
ентропията ще направи

123
00:07:05,730 --> 00:07:08,410
свободната енергия на Гибс 
по-положителна.

124
00:07:08,410 --> 00:07:11,760
Което, както знаем, след като искаме 
да получим това тук под 0,

125
00:07:11,760 --> 00:07:14,150
то ще се пребори със спонтанността.

126
00:07:14,150 --> 00:07:18,000
Но нека видим дали действителната енталпия 
може да бъде надмината,

127
00:07:18,000 --> 00:07:20,640
нейната екзотермична природа.

128
00:07:20,640 --> 00:07:22,410
Изглежда, че е възможно, 
защото умножаваме

129
00:07:22,410 --> 00:07:25,030
една дроб с това и ще се получи
по-малко число от това.

130
00:07:25,030 --> 00:07:27,000
Но нека го намерим.

131
00:07:27,000 --> 00:07:31,000
И така, делено на 1, 2, 3.

132
00:07:31,000 --> 00:07:37,000
Това е нашата промяна в ентропията, 
умножена по 298,

133
00:07:37,000 --> 00:07:40,000
температурата е минус 72.

134
00:07:40,000 --> 00:07:43,870
И този член става... 
поставяме един минус тук...

135
00:07:43,870 --> 00:07:47,000
и става плюс 72,2.

136
00:07:47,000 --> 00:07:50,000
Това е ентропичният срок
при стандартна температура.

137
00:07:50,000 --> 00:07:51,480
Превръща се в това.

138
00:07:51,480 --> 00:07:53,080
А това е членът за енталпията.

139
00:07:53,080 --> 00:07:55,560
Можем вече да видим, че 
енталпията е много

140
00:07:55,560 --> 00:07:58,710
по-отрицателно число от
положителния член за температурата,

141
00:07:58,710 --> 00:08:00,480
умножен по промяната в ентропията.

142
00:08:00,480 --> 00:08:04,570
Така че този член
се явява победителят.

143
00:08:04,570 --> 00:08:08,000
И макар, че губим ентропия
в тази реакция, тя освобождава

144
00:08:08,000 --> 00:08:10,840
толкова много енергия, която 
ще е спонтанна.

145
00:08:10,840 --> 00:08:14,000
Което определно е по-малко 
от 0, така че ще е налице

146
00:08:14,000 --> 00:08:17,000
една спонтанна реакция.

147
00:08:17,000 --> 00:08:19,340
Както можем да видим, че тези 
задачи за свободна енергия на Гибс,

148
00:08:19,340 --> 00:08:20,600
не са толкова трудни.

149
00:08:20,600 --> 00:08:23,370
Трябва само да се намерят
тези величини.

150
00:08:23,370 --> 00:08:27,000
А за да се намерят тези величини,
ще е дадено

151
00:08:27,000 --> 00:08:29,680
или делта h, но пък знаем 
как да решим делта h.

152
00:08:29,680 --> 00:08:32,680
Просто поглеждаме топлините
на образуване за всички продукти,

153
00:08:32,680 --> 00:08:35,000
изваждаме реагентите, и разбира се

154
00:08:35,000 --> 00:08:38,000
изчакваме сега за коефициентите.

155
00:08:38,000 --> 00:08:40,870
И тогава, за да намерим промяната 
в ентропията, правим същото нещо.

156
00:08:40,870 --> 00:08:44,000
Трябва да погледнем към стандартните
моларни ентропии

157
00:08:44,000 --> 00:08:47,620
за продуктите по съответните 
коефициенти, изваждаме реактантите,

158
00:08:47,620 --> 00:08:50,000
и после просто заместваме тук,

159
00:08:50,000 --> 00:08:51,870
след което вече имаме 
свободната енергия на Гибс.

160
00:08:51,870 --> 00:08:54,350
А в този случай 
тя беше отрицателна.

161
00:08:54,350 --> 00:08:56,000
Сега можем да си представим 
една ситуация, в която

162
00:08:56,000 --> 00:08:57,650
имаме много по-висока температура.

163
00:08:57,650 --> 00:09:00,490
Като повърхността на слънцето 
или нещо, където

164
00:09:00,490 --> 00:09:08,010
вместо 298 тук може
да е 2000 или 4000.

165
00:09:08,010 --> 00:09:10,000
Тогава изведнъж нещата 
стават интересни.

166
00:09:10,000 --> 00:09:15,090
Ако можем да си представим, ако
тук имахме 40 000 Келвина температура,

167
00:09:15,090 --> 00:09:17,550
тогава внезапно
членът за ентропията,

168
00:09:17,550 --> 00:09:20,000
загубата на ентропия
ще има много по-голямо значение.

169
00:09:20,000 --> 00:09:22,390
Така този член, който е 
положителен,

170
00:09:22,390 --> 00:09:25,620
ще надвиши този, и може би 
няма да е спонтанна реакцията

171
00:09:25,620 --> 00:09:27,850
при много, много, много, много
висока температура.

172
00:09:27,850 --> 00:09:29,280
Друг начин да го разгледаме е:

173
00:09:29,280 --> 00:09:34,000
Реакция, при която се отделя топлина,
отделената топлина няма значение,

174
00:09:34,000 --> 00:09:37,000
отделената топлина няма такова голямо
значение, когато вече има

175
00:09:37,000 --> 00:09:40,090
голямо количество топлина 
или кинетична енергия в средата.

176
00:09:40,090 --> 00:09:42,830
Ако температурата беше достатъчно
висока, тази реакция нямаше

177
00:09:42,830 --> 00:09:46,000
да е спонтанна, защото вероятно 
членът за ентропията щеше да победител.

178
00:09:46,000 --> 00:09:49,000
Но както и да е, исках само да
направя тези изчисления,

179
00:09:49,000 --> 00:09:51,000
за да ти покажа, че тук 
няма нищо абстрактно.

180
00:09:51,000 --> 00:09:53,870
Можеш да потърсиш всичко 
в мрежата и да разбереш

181
00:09:53,870 --> 00:09:56,570
дали реакцията ще бъде спонтанна.