1 00:00:00,000 --> 00:00:00,410 2 00:00:00,410 --> 00:00:02,730 Mul on siin see reaktsioon kus kui mul oleks mool 3 00:00:02,730 --> 00:00:05,970 metaani ja ma reageerin seda kahe mooli hapnikuga, ma 4 00:00:05,970 --> 00:00:08,045 toodan ühe mooli süsinik dioksiidi ja 5 00:00:08,045 --> 00:00:09,680 kaks mooli vett. 6 00:00:09,680 --> 00:00:12,380 Ja mida me tahame vastata selles videos on et kas see 7 00:00:12,380 --> 00:00:14,760 reaktsioon on spontaanne. 8 00:00:14,760 --> 00:00:17,290 Ja me õppisime eelmised videos et sellele vastamiseks 9 00:00:17,290 --> 00:00:19,810 on vaja pöörduda Gibbsi vabaenergia või 10 00:00:19,810 --> 00:00:21,620 muutuses Gibbsi vabaenergias poole. 11 00:00:21,620 --> 00:00:25,320 Ja muutus Gibbsi vabaenergias on võrdne 12 00:00:25,320 --> 00:00:29,300 entalpia muuduga reaktsioonis miinus temperatuur, 13 00:00:29,300 --> 00:00:32,820 mille juures see toumub korda muutus entroopias. 14 00:00:32,820 --> 00:00:35,840 Ja kui see on vähem kui null, siis see 15 00:00:35,840 --> 00:00:39,240 on spontaanne reaktsioon. 16 00:00:39,240 --> 00:00:41,860 Ma andsin meile väikese edumaa. 17 00:00:41,860 --> 00:00:46,070 Ma arvutasin muutuse entalpias selle reaktsiooni jaoks 18 00:00:46,070 --> 00:00:47,530 ja see on siin. 19 00:00:47,530 --> 00:00:48,460 Ja me teame kuidas seda teha. 20 00:00:48,460 --> 00:00:50,230 Me tegime seda mõned videod tagasi. 21 00:00:50,230 --> 00:00:52,900 Võib lihtsalt leida tekkesoojused kõigi 22 00:00:52,900 --> 00:00:54,880 saaduste jaoks. 23 00:00:54,880 --> 00:00:56,950 Vee jaoks korrutad selle kahega, sest 24 00:00:56,950 --> 00:00:58,180 seda on 2 mooli. 25 00:00:58,180 --> 00:01:00,510 Ja meil on kõigi saaduste tekkesoojused. 26 00:01:00,510 --> 00:01:02,500 Ja siis me lahutame maha 27 00:01:02,500 --> 00:01:03,780 algainete tekkesoojused. 28 00:01:03,780 --> 00:01:07,270 Ja muidugi O2 tekkesoojus on 0, ehk see 29 00:01:07,270 --> 00:01:11,040 ei ole siin ja vastus tuleb miinus 890.3 30 00:01:11,040 --> 00:01:11,590 kilodžauli. 31 00:01:11,590 --> 00:01:15,090 See ütleb meile, et see on eksotermiline reaktsioon. 32 00:01:15,090 --> 00:01:18,490 Sellel poolel võrrandis on vähem energiat - sa 33 00:01:18,490 --> 00:01:20,450 või sellest selliselt mõelda - on see pool. 34 00:01:20,450 --> 00:01:22,450 Mingi hulk energiat vabanes. 35 00:01:22,450 --> 00:01:25,400 Me võime selle isegi siia panna, pluss e ehk energia. 36 00:01:25,400 --> 00:01:27,980 Las ma kirjutan pluss mingi energia, mis vabaneb. 37 00:01:27,980 --> 00:01:29,750 Selle pärast on see eksotermiline. 38 00:01:29,750 --> 00:01:32,010 Aga meie küsimus on et miks see on spontaanne? 39 00:01:32,010 --> 00:01:34,100 Selleks, et leida et kas see on spontaanne peame me 40 00:01:34,100 --> 00:01:36,140 leidma mis on delta S. 41 00:01:36,140 --> 00:01:39,450 42 00:01:39,450 --> 00:01:42,690 Ja et oleks lihtsam leida delta S ma juba varem 43 00:01:42,690 --> 00:01:46,090 leidsin standardsed molaarsed entroopias 44 00:01:46,090 --> 00:01:48,130 kõigi nende molekulide jaoks. 45 00:01:48,130 --> 00:01:50,460 Ehk näiteks kui standard - ma kirjutan selle 46 00:01:50,460 --> 00:01:51,710 teise värviga. 47 00:01:51,710 --> 00:02:00,510 48 00:02:00,510 --> 00:02:04,980 Standard - sa paned väikese tühise sümboli siia - 49 00:02:04,980 --> 00:02:08,389 standardne molaarne entroopia - ehk kui me ütleme standardne, see 50 00:02:08,389 --> 00:02:11,039 on 289 Kelvini kraadi juures. 51 00:02:11,039 --> 00:02:12,730 Tegelikult ma ei peaks ütlema Kelvini kraad. 52 00:02:12,730 --> 00:02:15,680 See on 298 Kelvinit. Ei pea kasutama sõna kraad, 53 00:02:15,680 --> 00:02:17,440 kui räägid Kelvinist. 54 00:02:17,440 --> 00:02:21,020 See on 298 Kelvinit, mis on 25 kraadi Celsius, ehk see on 55 00:02:21,020 --> 00:02:21,880 toatemperatuuril. 56 00:02:21,880 --> 00:02:24,690 Seepärast peetakse seda standardtemperatuuriks. 57 00:02:24,690 --> 00:02:29,700 metaani standardentroopia toatemperatuuril on 58 00:02:29,700 --> 00:02:30,980 võrdne selle numbriga siin. 59 00:02:30,980 --> 00:02:37,880 186 Jauli Kelvin mooli kohta. 60 00:02:37,880 --> 00:02:42,320 Kui on üks mool metaani, siis mol on 186 Jauli 61 00:02:42,320 --> 00:02:43,930 Kelvini kohta entroopiat. 62 00:02:43,930 --> 00:02:46,050 Kui mul on 2 mooli siis ma korrutan selle kahega. 63 00:02:46,050 --> 00:02:48,780 Kui mul on 3 mooli siis ma korrutan selle kolmega. 64 00:02:48,780 --> 00:02:54,870 Kogu muutus entroopias selle reaktsiooni korral on 65 00:02:54,870 --> 00:02:58,950 kogu saaduste standardentroopia miinus 66 00:02:58,950 --> 00:03:00,610 algainete kogu standardentroopia. 67 00:03:00,610 --> 00:03:02,450 Just lagu me tegime entalpiaga. 68 00:03:02,450 --> 00:03:11,650 See saab olema võrdne 213.6 pluss - mul on 2 mooli 69 00:03:11,650 --> 00:03:12,190 vett siin. 70 00:03:12,190 --> 00:03:17,810 Ehk see on pluss korda 2 - ma lihtsalt kirjutan 70 sinna. 71 00:03:17,810 --> 00:03:20,090 69.9, peaaegu 70. 72 00:03:20,090 --> 00:03:24,720 Pluss 2 korda 70, ja siis ma tahan lahutada maha 73 00:03:24,720 --> 00:03:28,920 algainete entroopia või selle poole reaktsioonist. 74 00:03:28,920 --> 00:03:42,900 Ehk ühe mooli CH4 entroopia on 186 pluss 2 korda 205. 75 00:03:42,900 --> 00:03:45,430 Lihtsalt sedavaadates on selge, et see number on lähedal 76 00:03:45,430 --> 00:03:48,220 sellele numbrile, aga see number on palju suurem, kui see number. 77 00:03:48,220 --> 00:03:50,620 Vedelal veel on palju madalam - see on 78 00:03:50,620 --> 00:03:51,650 vedela vee entroopia. 79 00:03:51,650 --> 00:03:54,970 Sellel on palju madalam entroopia kui gaasilisel hapnikul. 80 00:03:54,970 --> 00:03:55,730 Ja see on loogiline. 81 00:03:55,730 --> 00:04:00,150 Sest kui vedelik moodustub, on palju vähem olekuid. 82 00:04:00,150 --> 00:04:02,630 See kõik kukub konteineri põhja, selle asemel et 83 00:04:02,630 --> 00:04:04,680 võtta ruumi kuju ja laieneda. 84 00:04:04,680 --> 00:04:06,600 Ehk saasil on loomulikult suurem 85 00:04:06,600 --> 00:04:08,230 entroopia kui vedelikul. 86 00:04:08,230 --> 00:04:11,830 Lihtsalt seda vaadates me juba näeme et meie saadustel 87 00:04:11,830 --> 00:04:13,930 saab olema madalam entroopia kui algainetel. 88 00:04:13,930 --> 00:04:15,400 Ehk see on ilmselt negatiivne number. 89 00:04:15,400 --> 00:04:19,430 Aga kontrollime seda. 90 00:04:19,430 --> 00:04:30,610 Mul on 200, 213.6 pluss 140. 91 00:04:30,610 --> 00:04:31,270 2 korda 70 92 00:04:31,270 --> 00:04:35,540 pluss 140 on võrdne 353.6. 93 00:04:35,540 --> 00:04:39,930 Ehk see on 353.6 94 00:04:39,930 --> 00:04:47,580 Ja siis sellest lahutan ma maha - 186 pluss 95 00:04:47,580 --> 00:04:54,790 2 korda 205 võrdub 596. 96 00:04:54,790 --> 00:04:58,900 Ehk miinus 596 ja millega see võrdub? 97 00:04:58,900 --> 00:05:06,780 Me panime miinus 596 ja siis pluss 353.6 ja me 98 00:05:06,780 --> 00:05:10,910 saame miinus 242,4. 99 00:05:10,910 --> 00:05:18,220 See võrdub miinus 242.4 Jauli kelvini kohta on meie 100 00:05:18,220 --> 00:05:21,820 miinus delta S 101 00:05:21,820 --> 00:05:23,800 Me kaotame nii palju entroopiat. 102 00:05:23,800 --> 00:05:26,020 Ja need ühikud ei pruugi praegu loogilised olla aga 103 00:05:26,020 --> 00:05:28,780 tegelikult on teade et need on iseseisvad ühikud. 104 00:05:28,780 --> 00:05:30,750 Aga võib lihtsalt öelda et see muutub organiseeritumaks. 105 00:05:30,750 --> 00:05:33,710 Ja see on loogiline, sest oli hulk gaasi. 106 00:05:33,710 --> 00:05:36,080 Me peame eraldama 3 eraldi molekuli. 1 siin ja 2 107 00:05:36,080 --> 00:05:38,230 molekuli hapnikku. 108 00:05:38,230 --> 00:05:40,840 Ja siis me samma jälle 3 molekuli aga vesi 109 00:05:40,840 --> 00:05:42,310 on nüüd vedelik. 110 00:05:42,310 --> 00:05:45,770 Ehk mull on loogiline et me kaotame entroopiat. 111 00:05:45,770 --> 00:05:47,330 On vähem olekuid kui on vesi 112 00:05:47,330 --> 00:05:48,790 suudab võtta. 113 00:05:48,790 --> 00:05:51,650 Nüüd mõtleme välja, kas see reaktsioon on spontaanne. 114 00:05:51,650 --> 00:05:57,440 Meie delta G on võrdne delta H 115 00:05:57,440 --> 00:06:01,140 Me vabastame energiat, ehk see on miinus 890. 116 00:06:01,140 --> 00:06:02,510 Ma eelmaldan komakohad. 117 00:06:02,510 --> 00:06:04,490 Me ei pea olema nii täpsed. 118 00:06:04,490 --> 00:06:06,350 Miinus meie temperatuur. 119 00:06:06,350 --> 00:06:09,220 Me eeldame et on toatemperatuur või 120 00:06:09,220 --> 00:06:10,340 289 Kelvinit. 121 00:06:10,340 --> 00:06:13,400 122 00:06:13,400 --> 00:06:14,590 Peaks tekitama endale harjumuse mitte öelda 123 00:06:14,590 --> 00:06:15,960 kraadi kui ma ütlen Kelvin. 124 00:06:15,960 --> 00:06:22,750 Mis on 25 kraadi Celsiuts, korda meie muutus entroopias. 125 00:06:22,750 --> 00:06:25,050 Nüüd see saab olema miinus. 126 00:06:25,050 --> 00:06:27,760 Võiks öelda et miinus 242 võiks tahta panna 127 00:06:27,760 --> 00:06:28,530 sinna. 128 00:06:28,530 --> 00:06:30,280 Aga peab olema väga ettevaatlik. 129 00:06:30,280 --> 00:06:33,160 See siin on kilodžaulides. 130 00:06:33,160 --> 00:06:35,190 See siin on džaulides. 131 00:06:35,190 --> 00:06:37,540 Kui me tahame kirjutada kõike kilodžaulides, 132 00:06:37,540 --> 00:06:39,660 kuna me oleme selle juba kirja pannud, kurjutame selle 133 00:06:39,660 --> 00:06:40,370 kilodžaulides. 134 00:06:40,370 --> 00:06:46,620 See on 0.242 kilodžauli kelvini kohta. 135 00:06:46,620 --> 00:06:52,370 136 00:06:52,370 --> 00:06:55,790 Ja nüüd meie Gibbsi vabaenergia siin saab olema 137 00:06:55,790 --> 00:07:00,880 miinus 890 Kilodžauli miinus 290 - ja see miinus ja 138 00:07:00,880 --> 00:07:02,760 see miinus, tuleb pluss. 139 00:07:02,760 --> 00:07:05,770 Ja see on loogiline, sest see entroopia teeb meie 140 00:07:05,770 --> 00:07:08,480 Gibbsi vabaenergia positiivsemaks. 141 00:07:08,480 --> 00:07:11,480 Mis, nagu me teame, kuna me tahame saada seda alla nulli, 142 00:07:11,480 --> 00:07:13,980 see hakkab töötama spontaansuse vastu. 143 00:07:13,980 --> 00:07:18,840 Aga vaatame, kas see saab üle olla entalpiast. 144 00:07:18,840 --> 00:07:20,470 Selle eksotermilisest olemusest. 145 00:07:20,470 --> 00:07:22,480 Ja tundub, et saab, kuna sa korrutad 146 00:07:22,480 --> 00:07:24,010 murru sellega, see saab olema 147 00:07:24,010 --> 00:07:25,090 väiksem numbr kui see. 148 00:07:25,090 --> 00:07:27,560 Aga leiame selle. 149 00:07:27,560 --> 00:07:31,830 Ehk jagatud 1, 2, 3. 150 00:07:31,830 --> 00:07:37,170 See on meie muutus entroopias korda 298, see on meie 151 00:07:37,170 --> 00:07:40,410 temperatuur, on miinus 72. 152 00:07:40,410 --> 00:07:43,710 Ehk see väljend saab - ja siis me paneme sinna miinuse - ehk 153 00:07:43,710 --> 00:07:47,360 see on pluss 72.2. 154 00:07:47,360 --> 00:07:50,300 Nii et see on entroopia standardtemperatuuril. 155 00:07:50,300 --> 00:07:51,370 See muutub selleks 156 00:07:51,370 --> 00:07:52,970 Ja see on meie entalpia. 157 00:07:52,970 --> 00:07:55,900 Me juba näeme, et see entalpia on palju rohkem 158 00:07:55,900 --> 00:07:58,320 negatiivne number kui meie positiivne väärtus 159 00:07:58,320 --> 00:08:00,480 temperatuur korda meie muutus entroopias. 160 00:08:00,480 --> 00:08:04,530 See väärtus võidab. 161 00:08:04,530 --> 00:08:08,330 Kuigi me kaotame selles reaktsioonis entroopiat, see vabastab 162 00:08:08,330 --> 00:08:10,840 nii palju energiat, et see saab olema spontaanne. 163 00:08:10,840 --> 00:08:14,340 See on kindlasti vähem kui 0 ehk see saab olema 164 00:08:14,340 --> 00:08:17,360 spontaanne reaktsioon. 165 00:08:17,360 --> 00:08:19,520 Ja nagu näha, need Gibbsi vabaenergia ülesanded, need 166 00:08:19,520 --> 00:08:20,630 ei ole kuigi keerulised. 167 00:08:20,630 --> 00:08:23,900 On lihtsalt tarvis leida need väärtused. 168 00:08:23,900 --> 00:08:27,230 Ja nende väärtuste leidmiseks, need kas on antud, 169 00:08:27,230 --> 00:08:29,670 delta h, aga me teame kuidas leida delta h. 170 00:08:29,670 --> 00:08:31,720 Kui saadusainete tekkesoojused 171 00:08:31,720 --> 00:08:35,210 järele vaadata, lahutad maha algained ja siis sa 172 00:08:35,210 --> 00:08:38,110 ootad koefitsientidega. 173 00:08:38,110 --> 00:08:40,490 Ja siis et välja mõelda muutus entroopias, on vaja 174 00:08:40,490 --> 00:08:40,909 teha sama asja. 175 00:08:40,909 --> 00:08:44,020 On tarvis järele vaadata standardsed saadusainete 176 00:08:44,020 --> 00:08:46,840 molaarsed entroopiad, koefitsientide massi kohta, lahutada maha 177 00:08:46,840 --> 00:08:50,110 algained ja siis lihtsalt asendada siia ja siis 178 00:08:50,110 --> 00:08:51,850 on sul sisuliselt leitud Gibbsi vabaenergia. 179 00:08:51,850 --> 00:08:54,640 Ja sel juhul oli see negatiivne. 180 00:08:54,640 --> 00:08:56,570 Nüüd, kui sa kujutad ette situatsiooni kui me oleme 181 00:08:56,570 --> 00:08:57,720 palju kõrgemal temperatuuril. 182 00:08:57,720 --> 00:09:00,890 Nagu näiteks päikese pinnal või midagi kus 183 00:09:00,890 --> 00:09:06,380 äkitselt, selle 298 asemel oleks 2000 või 184 00:09:06,380 --> 00:09:08,140 4000. 185 00:09:08,140 --> 00:09:10,700 Ja siis muutuvad asjad huvitavaks. 186 00:09:10,700 --> 00:09:14,710 Kui sa kujutad ette, kui on 40 000 Kelvinit 187 00:09:14,710 --> 00:09:17,530 siis äkitselt entroopia osa, entroopia 188 00:09:17,530 --> 00:09:20,150 kaotus loeb palju rohkem. 189 00:09:20,150 --> 00:09:22,480 Ja siis see osa, see positiivne osa muutub 190 00:09:22,480 --> 00:09:25,870 sellest kaalukamaks ja ehk see ei oleks spontaanne 191 00:09:25,870 --> 00:09:27,960 väga kõrgel temperatuuril. 192 00:09:27,960 --> 00:09:29,160 Teine võimalus sellest mõelda. 193 00:09:29,160 --> 00:09:34,560 Reaktsioon, mis tekitab soojust ja laseb soojust välja - see vabastatud 194 00:09:34,560 --> 00:09:37,090 soojus ei ole oluline, kui juba on 195 00:09:37,090 --> 00:09:39,980 keskkonnas palju soojust või kineetilist energiat. 196 00:09:39,980 --> 00:09:42,920 Kui temperatuur oleks piisavalt kõrge, siis see reaktsioon ei 197 00:09:42,920 --> 00:09:46,050 oleks spontaanne, sest see entroopia osa oleks 198 00:09:46,050 --> 00:09:46,980 suurem. 199 00:09:46,980 --> 00:09:49,130 Aga igatahes, ma tahtsin lihtsalt teha sulle seda arvutust et 200 00:09:49,130 --> 00:09:51,360 näidata, et siin ei ole midagi liiga abstraktset. 201 00:09:51,360 --> 00:09:53,950 Kui kõik internetist üle vaadata ja siis välja mõelda 202 00:09:53,950 --> 00:09:56,320 kas midagi toimub spontaanselt. 203 00:09:56,320 --> 00:09:56,597