WEBVTT

00:00:00.000 --> 00:00:00.410


00:00:00.410 --> 00:00:02.730
יש לנו את התגובה הזאת, בה מול אחד

00:00:02.730 --> 00:00:05.970
של מתאן מגיב עם שני מולים של חמצן,

00:00:05.970 --> 00:00:08.045
ונוצר מול של דו תחמוצת הפחמן

00:00:08.045 --> 00:00:09.680
ושני מולים של מים.

00:00:09.680 --> 00:00:12.380
ברצוננו לדעת האם זאת

00:00:12.380 --> 00:00:14.760
תגובה ספונטנית.

00:00:14.760 --> 00:00:17.290
בסירטון הקודם למדנו, שכדי לענות על

00:00:17.290 --> 00:00:19.810
השאלה הזאת, עלינו לחשב את

00:00:19.810 --> 00:00:21.620
השינוי באנרגיה החופשית של גיבס.

00:00:21.620 --> 00:00:25.320
השינוי באנרגיה החופשית של גיבס, שווה

00:00:25.320 --> 00:00:29.300
לשינוי באנטלפיה של התגובה, פחות הטמפרטורה

00:00:29.300 --> 00:00:32.820
בה היא מתרחשת, כפול השינוי באנטרופיה.

00:00:32.820 --> 00:00:35.840
אם זה קטן מאפס,

00:00:35.840 --> 00:00:39.240
אז התגובה ספונטנית.

00:00:39.240 --> 00:00:41.860
ארגנתי לנו מקדמה.

00:00:41.860 --> 00:00:46.070
חישבתי מקודם את השינוי באנטלפיה של

00:00:46.070 --> 00:00:47.530
התגובה הזאת, כאן.

00:00:47.530 --> 00:00:48.460
למדנו איך עושים את זה.

00:00:48.460 --> 00:00:50.230
עשינו זאת באחד הסירטונים הקודמים.

00:00:50.230 --> 00:00:52.900
הסתכלתי על חום ההתהוות של

00:00:52.900 --> 00:00:54.880
כל אחד מהתוצרים האלה.

00:00:54.880 --> 00:00:56.950
עבור מים, הכפלתי ב- 2, כי יש

00:00:56.950 --> 00:00:58.180
לנו 2 מולים.

00:00:58.180 --> 00:01:00.510
לאחר שיש לי את חום ההתהוות של התוצרים,

00:01:00.510 --> 00:01:02.500
החסרתי את חום ההתהוות

00:01:02.500 --> 00:01:03.780
של המגיבים.

00:01:03.780 --> 00:01:07.270
חום ההתהוות של O2 הוא 0, זה אינו

00:01:07.270 --> 00:01:11.040
מופיע בחישוב, ומקבלים מינוס

00:01:11.040 --> 00:01:11.590
890.3 קילוג'אול.

00:01:11.590 --> 00:01:15.090
זה אומר לנו שהתגובה היא אקסוטרמית.

00:01:15.090 --> 00:01:18.490
לצד הזה של הנוסחה, יש פחות אנרגיה

00:01:18.490 --> 00:01:20.450
מאשר לצד הזה.

00:01:20.450 --> 00:01:22.450
אנרגיה מסוימת השתחררה.

00:01:22.450 --> 00:01:25.400
ניתן לרשום כאן: ועוד אנרגיה.

00:01:25.400 --> 00:01:27.980
אכתוב זאת, ועוד אנרגיה מסוימת שמשתחררת.

00:01:27.980 --> 00:01:29.750
זאת הסיבה שזאת תגובה אקסוטרמית.

00:01:29.750 --> 00:01:32.010
השאלה היא, האם התגובה ספונטנית?

00:01:32.010 --> 00:01:34.100
כדי לדעת זאת, עלינו

00:01:34.100 --> 00:01:36.140
לחשב את השינוי ב- S.

00:01:36.140 --> 00:01:39.450


00:01:39.450 --> 00:01:42.690
כדי לעזור לנו לחשב את זה, הסתכלתי מקודם

00:01:42.690 --> 00:01:46.090
על האנטרופיות המולריות התקניות

00:01:46.090 --> 00:01:48.130
של כל אחת מהמולקולות.

00:01:48.130 --> 00:01:50.460
לדוגמה... אכתוב זאת

00:01:50.460 --> 00:01:51.710
בצבע אחר.

00:01:51.710 --> 00:02:00.510


00:02:00.510 --> 00:02:04.980
מסמנים פה "אפס" קטן, כי זה תקני.

00:02:04.980 --> 00:02:08.389
האנטרופיה המולרית התקנית - תקנית,

00:02:08.389 --> 00:02:11.038
פירוש הדבר שזה ב- 298 קלווין.

00:02:11.038 --> 00:02:12.730
לא אומרים מעלות קלווין.

00:02:12.730 --> 00:02:15.680
אומרים רק קלווין, בלי מעלות.

00:02:15.680 --> 00:02:17.440
אין בזה צורך כשמדברים על קלווין.

00:02:17.440 --> 00:02:21.020
זה ב- 298 קלווין, שזה 25 מעלות צלזיוס,

00:02:21.020 --> 00:02:21.880
טמפרטורת החדר.

00:02:21.880 --> 00:02:24.690
זאת הסיבה שקוראים לזה טמפרטורה תקנית.

00:02:24.690 --> 00:02:29.700
האנטרופיה המולרית התקנית של מתאן,

00:02:29.700 --> 00:02:30.980
בטמפרטורת החדר, שווה למספר הזה:

00:02:30.980 --> 00:02:37.880
186 ג'אול לקלווין-מול.

00:02:37.880 --> 00:02:42.320
אם יש לי מול 1 של מתאן, יש לי אנטרופיה

00:02:42.320 --> 00:02:43.930
של 186ג'אול לקלווין.

00:02:43.930 --> 00:02:46.050
אם יש לי 2 מולים, עלי להכפיל את זה ב- 2.

00:02:46.050 --> 00:02:48.780
אם יש לי 3 מולים, עלי להכפיל את זה ב- 3.

00:02:48.780 --> 00:02:54.870
השינוי הכולל באנטרופיה של התגובה הזאת,

00:02:54.870 --> 00:02:58.950
שווה לסה"כ האנטרופיה התקנית של התוצרים,

00:02:58.950 --> 00:03:00.610
פחות האנטרופיה התקנית הכוללת של המגיבים.

00:03:00.610 --> 00:03:02.450
כפי שעשינו עם האנטלפיה.

00:03:02.450 --> 00:03:11.650
זה שווה ל- 213.6 ועוד - יש לי 2 מולים

00:03:11.650 --> 00:03:12.190
של מים כאן.

00:03:12.190 --> 00:03:17.810
ועוד 2 כפול... נכתוב כאן 70.

00:03:17.810 --> 00:03:20.090
69.9 זה כמעט 70.

00:03:20.090 --> 00:03:24.720
ועוד 2 כפול 70, ואז עלינו להחסיר את האנטרופיה

00:03:24.720 --> 00:03:28.920
התקנית של המגיבים, הצד הזה של התגובה.

00:03:28.920 --> 00:03:42.900
האנטרופיה התקנית של 1 מול של CH4, הוא
186 ועוד 2 כפול 205.

00:03:42.900 --> 00:03:45.430
במבט מהיר, ניתן לראות שהמספר הזה קרוב

00:03:45.430 --> 00:03:48.220
למספר הזה, אבל המספר הזה הרבה יותר גדול
מהמספר הזה.

00:03:48.220 --> 00:03:50.620
למים נוזלים יש אנטרופיה...

00:03:50.620 --> 00:03:51.650
זאת האנטרופיה של מים נוזלים.

00:03:51.650 --> 00:03:54.970
יש לה אנטרופיה נמוכה יותר מאשר לגז חמצן.

00:03:54.970 --> 00:03:55.730
זה נשמע הגיוני.

00:03:55.730 --> 00:04:00.150
כי לנוזל יש הרבה פחות מצבים אפשריים.

00:04:00.150 --> 00:04:02.630
הוא נופל כולו לתחתית הכלי, בניגוד לגז,

00:04:02.630 --> 00:04:04.680
התופס את כל המרחב, ומתפשט.

00:04:04.680 --> 00:04:06.600
טבעי שלגז יהיה יותר אנטרופיה

00:04:06.600 --> 00:04:08.230
מאשר לנוזל.

00:04:08.230 --> 00:04:11.830
במבט מהיר, ניתן לראות שהתוצרים שלנו

00:04:11.830 --> 00:04:13.930
הם בעלי אנטרופיה נמוכה יותר, מאשר המגיבים.

00:04:13.930 --> 00:04:15.400
סביר שזה יהיה מספר שלילי.

00:04:15.400 --> 00:04:19.430
בואו נאשש זאת.

00:04:19.430 --> 00:04:30.610
יש לי 213.6 ועוד 140, נכון?

00:04:30.610 --> 00:04:31.270
2 כפול 70.

00:04:31.270 --> 00:04:35.540
ועוד 140, שווה 353.6.

00:04:35.540 --> 00:04:39.930
זה 353.6.

00:04:39.930 --> 00:04:47.580
מזה נחסיר את 186 ועוד

00:04:47.580 --> 00:04:54.790
2 כפול 205, שזה 596.

00:04:54.790 --> 00:04:58.900
פחות 596, למה זה שווה?

00:04:58.900 --> 00:05:06.780
נכתוב מינוס 596, ועוד 353.6

00:05:06.780 --> 00:05:10.910
ומקבלים מינוס 242.4.

00:05:10.910 --> 00:05:18.220
זה שווה למינוס 242.4 ג'אול לקלווין.

00:05:18.220 --> 00:05:21.820
זה דלתה S. מינוס כאן.

00:05:21.820 --> 00:05:23.800
מאבדים את כמות האנטרופיה הזאת.

00:05:23.800 --> 00:05:26.020
יתכן שהיחידות האלה לא אומרות לכם כלום,

00:05:26.020 --> 00:05:28.780
אלה בעצם יחידות שרירותיות.

00:05:28.780 --> 00:05:30.750
בכל זאת, ניתן להגיד שהמצב נעשה מסודר יותר.

00:05:30.750 --> 00:05:33.710
זה הגיוני, כי יש לנו כמות גדולה של גז.

00:05:33.710 --> 00:05:36.080
יש לו כאן 2 מולקולות נפרדות, 1 כאן

00:05:36.080 --> 00:05:38.230
ו- 2 מולקולות של חמצן.

00:05:38.230 --> 00:05:40.840
וזה עובר שוב ל-3 מולקולות, אבל

00:05:40.840 --> 00:05:42.310
המים הם במצב נוזלי.

00:05:42.310 --> 00:05:45.770
זה הגיוני שמאבדים אנטרופיה.

00:05:45.770 --> 00:05:47.330
לנוזל יש פחות מצבים

00:05:47.330 --> 00:05:48.790
אפשריים.

00:05:48.790 --> 00:05:51.650
בואו נראה אם התגובה הזאת ספונטנית.

00:05:51.650 --> 00:05:57.440
דלתה G שווה לדלתה H.

00:05:57.440 --> 00:06:01.140
אנרגיה משתחררת, זה מינוס 890.

00:06:01.140 --> 00:06:02.510
התעלמתי מהספרות העשרוניות.

00:06:02.510 --> 00:06:04.490
לא נחוץ לנו כזה דיוק.

00:06:04.490 --> 00:06:06.350
פחות הטמפרטורה.

00:06:06.350 --> 00:06:09.220
ההנחה היא שאנו בטמפרטורת החדר,

00:06:09.220 --> 00:06:10.340
298 קלווין.

00:06:10.340 --> 00:06:13.400
צריך להגיד 298 קלווין.

00:06:13.400 --> 00:06:14.590
צריך להתרגל לא להוסיף מעלות,

00:06:14.590 --> 00:06:15.960
כשמדברים על קלווין.

00:06:15.960 --> 00:06:22.750
זה שווה ל- 25 מעלות צלזיוס, כפול השינוי
באנטרופיה.

00:06:22.750 --> 00:06:25.050
זה יהיה מינוס.

00:06:25.050 --> 00:06:27.760
אולי תרצו לכתוב כאן מינוס 242,

00:06:27.760 --> 00:06:28.530
ולעשות את החישוב.

00:06:28.530 --> 00:06:30.280
צריך מאד להיזהר.

00:06:30.280 --> 00:06:33.160
זה כאן בקילוג'אול,

00:06:33.160 --> 00:06:35.190
וזה כאן בג'אול.

00:06:35.190 --> 00:06:37.540
אם רוצים שהכל יהיה בקילוג'אול,

00:06:37.540 --> 00:06:39.660
כי את זה כבר כתבנו, נכתוב גם

00:06:39.660 --> 00:06:40.370
את זה בקילוג'אול.

00:06:40.370 --> 00:06:46.620
זה 0.242 קילוג'אול לקלווין.

00:06:46.620 --> 00:06:52.370


00:06:52.370 --> 00:06:55.790
השינוי באנרגיה החופשית של גיבס היא:

00:06:55.790 --> 00:07:00.880
מינוס 890 קילוג'אול מינוס 290 - מינוס ומינוס

00:07:00.880 --> 00:07:02.760
נותן פלוס.

00:07:02.760 --> 00:07:05.770
הגיוני שאיבר האנטרופיה הופך את

00:07:05.770 --> 00:07:08.480
האנרגיה החופשית של גיבס, ליותר חיובית.

00:07:08.480 --> 00:07:11.480
מכיוון שאנו בודקים אם הדבר הזה קטן

00:07:11.480 --> 00:07:13.980
מ- 0, זה "מתנגד" לספונטניות.

00:07:13.980 --> 00:07:18.840
נראה אם זה יכול להתגבר על איבר האנטלפיה,

00:07:18.840 --> 00:07:20.470
המצביע על כך שהתגובה אקסוטרמית.

00:07:20.470 --> 00:07:22.480
כנראה שלא, כי מכפילים מספר קטן מ- 1,

00:07:22.480 --> 00:07:24.010
כפול זה, ונקבל מספר

00:07:24.010 --> 00:07:25.090
קטן יותר מזה.

00:07:25.090 --> 00:07:27.560
נחשב את זה.

00:07:27.560 --> 00:07:31.830
242 חלקי 1000,

00:07:31.830 --> 00:07:37.170
זה השינוי באנטרופיה, כפול 298 - הטמפרטורה

00:07:37.170 --> 00:07:40.410
שלנו - זה מינוס 72.2.

00:07:40.410 --> 00:07:43.710
מינוס ומינוס, זה הופך לפלוס,

00:07:43.710 --> 00:07:47.360
פלוס 72.2.

00:07:47.360 --> 00:07:50.300
זהו איבר השינוי באנטרופיה

00:07:50.300 --> 00:07:51.370
בטמפרטורה תקנית,

00:07:51.370 --> 00:07:52.970
וזהו איבר השינוי באנטלפיה.

00:07:52.970 --> 00:07:55.900
ניתן כבר לראות שהשינוי באנטלפיה, השלילי,

00:07:55.900 --> 00:07:58.320
גדול יותר מהמספר החיובי, שהוא

00:07:58.320 --> 00:08:00.480
הטמפרטורה כפול השינוי באנטרופיה.

00:08:00.480 --> 00:08:04.530
האיבר הזה "מנצח".

00:08:04.530 --> 00:08:08.330
גם אם מאבדים אנטרופיה בתגובה הזאת, היא

00:08:08.330 --> 00:08:10.840
משחררת כל כך הרבה אנרגיה, שהיא ספונטנית.

00:08:10.840 --> 00:08:14.340
זה לחלוטין קטן מאפס, על כן

00:08:14.340 --> 00:08:17.360
התגובה היא ספונטנית.

00:08:17.360 --> 00:08:19.520
כפי שניתן לראות, השאלות בנושא האנרגיה

00:08:19.520 --> 00:08:20.630
החופשית של גיבס, אינן קשות.

00:08:20.630 --> 00:08:23.900
רק צריך למצוא את הערכים האלה.

00:08:23.900 --> 00:08:27.230
כדי למצוא את הערכים האלה, או שדלתה H

00:08:27.230 --> 00:08:29.670
נתון, או שאנו יודעים לחשב אותו.

00:08:29.670 --> 00:08:31.720
מחפשים בטבלה את חום ההתהוות של התוצרים,

00:08:31.720 --> 00:08:35.210
מחסירים את חום ההתהוות של המגיבים, הכל

00:08:35.210 --> 00:08:38.110
משוקלל לפי המקדמים.

00:08:38.110 --> 00:08:40.490
כדי למצוא את השינוי באנטרופיה, עושים

00:08:40.490 --> 00:08:40.909
את אותו הדבר.

00:08:40.909 --> 00:08:44.020
יש למצוא בטבלה את האנטרופיות המולריות
התקניות של

00:08:44.020 --> 00:08:46.840
התוצרים, משוקללות לפי המקדמים, להחסיר את

00:08:46.840 --> 00:08:50.110
המגיבים, ולהציב כאן.

00:08:50.110 --> 00:08:51.850
כך מקבלים את האנרגיה החופשית של גיבס.

00:08:51.850 --> 00:08:54.640
במקרה הזה, זה היה שלילי.

00:08:54.640 --> 00:08:56.570
אפשר לדמיין מצב, בו אנו נמצאים

00:08:56.570 --> 00:08:57.720
בטמפרטורה הרבה יותר גבוהה.

00:08:57.720 --> 00:09:00.890
למשל, פני השמש, אז במקום 298

00:09:00.890 --> 00:09:06.380
יהיו לנו 2,000 או

00:09:06.380 --> 00:09:08.140
4,000 קלווין.

00:09:08.140 --> 00:09:10.700
אז, זה מתחיל להיות מעניין.

00:09:10.700 --> 00:09:14.710
תארו לכם שיש טמפרטורה של 40,000 קלווין,

00:09:14.710 --> 00:09:17.530
אז איבר האנטרופיה, איבוד האנטרופיה,

00:09:17.530 --> 00:09:20.150
שולט הרבה יותר.

00:09:20.150 --> 00:09:22.480
במקרה זה, האיבר החיובי הזה

00:09:22.480 --> 00:09:25.870
"ינצח" את זה, והתגובה לא תהיה ספונטנית

00:09:25.870 --> 00:09:27.960
בטמפרטורה כל כך גבוהה.

00:09:27.960 --> 00:09:29.160
אפשר לחשוב על זה בדרך אחרת.

00:09:29.160 --> 00:09:34.560
כשיש לנו תגובה שמשחררת אנרגיה,

00:09:34.560 --> 00:09:37.090
האנרגיה הזאת לא כל כך משנה, כשיש כבר

00:09:37.090 --> 00:09:39.980
הרבה חום, או אנרגיה קינטית, בסביבה.

00:09:39.980 --> 00:09:42.920
אם הטמפרטורה תהיה מאד גבוהה, התגובה

00:09:42.920 --> 00:09:46.050
הזאת לא תהיה ספונטנית, כי איבר השינוי

00:09:46.050 --> 00:09:46.980
באנטרופיה "ינצח".

00:09:46.980 --> 00:09:49.130
בכל מקרה, רציתי לערוך את החישוב הזה,

00:09:49.130 --> 00:09:51.360
כדי להראות לכם שאין כאן שום דבר יותר מדי
מופשט.

00:09:51.360 --> 00:09:53.950
אפשר למצוא את הכל ברשת, ואז לבדוק

00:09:53.950 --> 00:09:56.320
אם תגובה נתונה היא ספונטנית.

00:09:56.320 --> 00:09:56.597