Mul on siin see reaktsioon kus kui mul oleks mool
metaani ja ma reageerin seda kahe mooli hapnikuga, ma
toodan ühe mooli süsinik dioksiidi ja
kaks mooli vett.
Ja mida me tahame vastata selles videos on et kas see
reaktsioon on spontaanne.
Ja me õppisime eelmised videos et sellele vastamiseks
on vaja pöörduda Gibbsi vabaenergia või
muutuses Gibbsi vabaenergias poole.
Ja muutus Gibbsi vabaenergias on võrdne
entalpia muuduga reaktsioonis miinus temperatuur,
mille juures see toumub korda muutus entroopias.
Ja kui see on vähem kui null, siis see
on spontaanne reaktsioon.
Ma andsin meile väikese edumaa.
Ma arvutasin muutuse entalpias selle reaktsiooni jaoks
ja see on siin.
Ja me teame kuidas seda teha.
Me tegime seda mõned videod tagasi.
Võib lihtsalt leida tekkesoojused kõigi
saaduste jaoks.
Vee jaoks korrutad selle kahega, sest
seda on 2 mooli.
Ja meil on kõigi saaduste tekkesoojused.
Ja siis me lahutame maha
algainete tekkesoojused.
Ja muidugi O2 tekkesoojus on 0, ehk see
ei ole siin ja vastus tuleb miinus 890.3
kilodžauli.
See ütleb meile, et see on eksotermiline reaktsioon.
Sellel poolel võrrandis on vähem energiat - sa
või sellest selliselt mõelda - on see pool.
Mingi hulk energiat vabanes.
Me võime selle isegi siia panna, pluss e ehk energia.
Las ma kirjutan pluss mingi energia, mis vabaneb.
Selle pärast on see eksotermiline.
Aga meie küsimus on et miks see on spontaanne?
Selleks, et leida et kas see on spontaanne peame me
leidma mis on delta S.
Ja et oleks lihtsam leida delta S ma juba varem
leidsin standardsed molaarsed entroopias
kõigi nende molekulide jaoks.
Ehk näiteks kui standard - ma kirjutan selle
teise värviga.
Standard - sa paned väikese tühise sümboli siia -
standardne molaarne entroopia - ehk kui me ütleme standardne, see
on 289 Kelvini kraadi juures.
Tegelikult ma ei peaks ütlema Kelvini kraad.
See on 298 Kelvinit. Ei pea kasutama sõna kraad,
kui räägid Kelvinist.
See on 298 Kelvinit, mis on 25 kraadi Celsius, ehk see on
toatemperatuuril.
Seepärast peetakse seda standardtemperatuuriks.
metaani standardentroopia toatemperatuuril on
võrdne selle numbriga siin.
186 Jauli Kelvin mooli kohta.
Kui on üks mool metaani, siis mol on 186 Jauli
Kelvini kohta entroopiat.
Kui mul on 2 mooli siis ma korrutan selle kahega.
Kui mul on 3 mooli siis ma korrutan selle kolmega.
Kogu muutus entroopias selle reaktsiooni korral on
kogu saaduste standardentroopia miinus
algainete kogu standardentroopia.
Just lagu me tegime entalpiaga.
See saab olema võrdne 213.6 pluss - mul on 2 mooli
vett siin.
Ehk see on pluss korda 2 - ma lihtsalt kirjutan 70 sinna.
69.9, peaaegu 70.
Pluss 2 korda 70, ja siis ma tahan lahutada maha
algainete entroopia või selle poole reaktsioonist.
Ehk ühe mooli CH4 entroopia on 186 pluss 2 korda 205.
Lihtsalt sedavaadates on selge, et see number on lähedal
sellele numbrile, aga see number on palju suurem, kui see number.
Vedelal veel on palju madalam - see on
vedela vee entroopia.
Sellel on palju madalam entroopia kui gaasilisel hapnikul.
Ja see on loogiline.
Sest kui vedelik moodustub, on palju vähem olekuid.
See kõik kukub konteineri põhja, selle asemel et
võtta ruumi kuju ja laieneda.
Ehk saasil on loomulikult suurem
entroopia kui vedelikul.
Lihtsalt seda vaadates me juba näeme et meie saadustel
saab olema madalam entroopia kui algainetel.
Ehk see on ilmselt negatiivne number.
Aga kontrollime seda.
Mul on 200, 213.6 pluss 140.
2 korda 70
pluss 140 on võrdne 353.6.
Ehk see on 353.6
Ja siis sellest lahutan ma maha - 186 pluss
2 korda 205 võrdub 596.
Ehk miinus 596 ja millega see võrdub?
Me panime miinus 596 ja siis pluss 353.6 ja me
saame miinus 242,4.
See võrdub miinus 242.4 Jauli kelvini kohta on meie
miinus delta S
Me kaotame nii palju entroopiat.
Ja need ühikud ei pruugi praegu loogilised olla aga
tegelikult on teade et need on iseseisvad ühikud.
Aga võib lihtsalt öelda et see muutub organiseeritumaks.
Ja see on loogiline, sest oli hulk gaasi.
Me peame eraldama 3 eraldi molekuli. 1 siin ja 2
molekuli hapnikku.
Ja siis me samma jälle 3 molekuli aga vesi
on nüüd vedelik.
Ehk mull on loogiline et me kaotame entroopiat.
On vähem olekuid kui on vesi
suudab võtta.
Nüüd mõtleme välja, kas see reaktsioon on spontaanne.
Meie delta G on võrdne delta H
Me vabastame energiat, ehk see on miinus 890.
Ma eelmaldan komakohad.
Me ei pea olema nii täpsed.
Miinus meie temperatuur.
Me eeldame et on toatemperatuur või
289 Kelvinit.
Peaks tekitama endale harjumuse mitte öelda
kraadi kui ma ütlen Kelvin.
Mis on 25 kraadi Celsiuts, korda meie muutus entroopias.
Nüüd see saab olema miinus.
Võiks öelda et miinus 242 võiks tahta panna
sinna.
Aga peab olema väga ettevaatlik.
See siin on kilodžaulides.
See siin on džaulides.
Kui me tahame kirjutada kõike kilodžaulides,
kuna me oleme selle juba kirja pannud, kurjutame selle
kilodžaulides.
See on 0.242 kilodžauli kelvini kohta.
Ja nüüd meie Gibbsi vabaenergia siin saab olema
miinus 890 Kilodžauli miinus 290 - ja see miinus ja
see miinus, tuleb pluss.
Ja see on loogiline, sest see entroopia teeb meie
Gibbsi vabaenergia positiivsemaks.
Mis, nagu me teame, kuna me tahame saada seda alla nulli,
see hakkab töötama spontaansuse vastu.
Aga vaatame, kas see saab üle olla entalpiast.
Selle eksotermilisest olemusest.
Ja tundub, et saab, kuna sa korrutad
murru sellega, see saab olema
väiksem numbr kui see.
Aga leiame selle.
Ehk jagatud 1, 2, 3.
See on meie muutus entroopias korda 298, see on meie
temperatuur, on miinus 72.
Ehk see väljend saab - ja siis me paneme sinna miinuse - ehk
see on pluss 72.2.
Nii et see on entroopia standardtemperatuuril.
See muutub selleks
Ja see on meie entalpia.
Me juba näeme, et see entalpia on palju rohkem
negatiivne number kui meie positiivne väärtus
temperatuur korda meie muutus entroopias.
See väärtus võidab.
Kuigi me kaotame selles reaktsioonis entroopiat, see vabastab
nii palju energiat, et see saab olema spontaanne.
See on kindlasti vähem kui 0 ehk see saab olema
spontaanne reaktsioon.
Ja nagu näha, need Gibbsi vabaenergia ülesanded, need
ei ole kuigi keerulised.
On lihtsalt tarvis leida need väärtused.
Ja nende väärtuste leidmiseks, need kas on antud,
delta h, aga me teame kuidas leida delta h.
Kui saadusainete tekkesoojused
järele vaadata, lahutad maha algained ja siis sa
ootad koefitsientidega.
Ja siis et välja mõelda muutus entroopias, on vaja
teha sama asja.
On tarvis järele vaadata standardsed saadusainete
molaarsed entroopiad, koefitsientide massi kohta, lahutada maha
algained ja siis lihtsalt asendada siia ja siis
on sul sisuliselt leitud Gibbsi vabaenergia.
Ja sel juhul oli see negatiivne.
Nüüd, kui sa kujutad ette situatsiooni kui me oleme
palju kõrgemal temperatuuril.
Nagu näiteks päikese pinnal või midagi kus
äkitselt, selle 298 asemel oleks 2000 või
4000.
Ja siis muutuvad asjad huvitavaks.
Kui sa kujutad ette, kui on 40 000 Kelvinit
siis äkitselt entroopia osa, entroopia
kaotus loeb palju rohkem.
Ja siis see osa, see positiivne osa muutub
sellest kaalukamaks ja ehk see ei oleks spontaanne
väga kõrgel temperatuuril.
Teine võimalus sellest mõelda.
Reaktsioon, mis tekitab soojust ja laseb soojust välja - see vabastatud
soojus ei ole oluline, kui juba on
keskkonnas palju soojust või kineetilist energiat.
Kui temperatuur oleks piisavalt kõrge, siis see reaktsioon ei
oleks spontaanne, sest see entroopia osa oleks
suurem.
Aga igatahes, ma tahtsin lihtsalt teha sulle seda arvutust et
näidata, et siin ei ole midagi liiga abstraktset.
Kui kõik internetist üle vaadata ja siis välja mõelda
kas midagi toimub spontaanselt.