< Return to Video

Gibbs Free Energy Example

  • 0:00 - 0:01
    لدي هذا التفاعل هنا
  • 0:01 - 0:04
    حيث لدينا مول واحد
  • 0:04 - 0:06
    من الميثان ، يتفاعل مع
    مولين من الاوكسجين
  • 0:06 - 0:08
    فينتج لدينا مول واحد من
    ثاني اوكسيد الكربون
  • 0:08 - 0:10
    ومولين من الماء.
  • 0:10 - 0:12
    وما نود الاجابة عليه
    في هذا الفيديو هو
  • 0:12 - 0:15
    ما اذا كان هذا التفاعل تلقائيا
  • 0:15 - 0:17
    وقد تعلمنا في الفيديو السابق
    بانه لغرض الاجابة على
  • 0:17 - 0:20
    هذا السؤال، يجب الرجوع الى
    طاقة جبس الحرة،
  • 0:20 - 0:22
    او التغير في طاقة جبس الحرة.
  • 0:22 - 0:25
    والتغير في طاقة جبس الحرة
  • 0:25 - 0:29
    يساوي التغير في طاقة التفاعل
    ناقص درجة الحرارة
  • 0:29 - 0:33
    التي يحصل فيها التفاعل،
    مضروبا في الانتروبي,
  • 0:33 - 0:36
    واذا كان ذلك اقل من الصفر،
  • 0:36 - 0:39
    فان التفاعل تلقائي
  • 0:39 - 0:42
    لذا فقد تقدمت قليلا
  • 0:42 - 0:46
    وقمت باحتساب التغير
    في طاقة التفاعل
  • 0:46 - 0:47
    والجواب هنا
  • 0:47 - 0:49
    ونحن نعرف كيف نحسبه
  • 0:49 - 0:50
    فقد قمنا بذلك في فيديو سابق
  • 0:50 - 0:53
    فيمكننا ايجاد طاقة التكوين لكل من
  • 0:53 - 0:55
    هذه النواتج.
  • 0:55 - 0:57
    ونضربها ب 2 بالنسبة للماء
  • 0:57 - 0:58
    لان لدينا مولين من الماء
  • 0:58 - 1:01
    وبهذا يكون لدينا
    طاقة التكوين لكافة النواتج
  • 1:01 - 1:02
    ثم نطرحها من طاقة التكوين
  • 1:02 - 1:04
    لكافة المواد المتفاعلة
  • 1:04 - 1:07
    وبالطبع فان طاقة التكوين للاوكسجين هي صفر
  • 1:07 - 1:11
    لذا فلن تظهر في المعادلة
    فيكون لدينا سالب 890.3
  • 1:11 - 1:12
    كيلوجول
  • 1:12 - 1:16
    حسنا، هذا يخبرنا بان
    التفاعل باعث للطاقة
  • 1:16 - 1:18
    بان هذا الجانب
    من المعادلة طاقته اقل
  • 1:18 - 1:20
    يمكنك التفكير به بهذا الشكل
  • 1:20 - 1:22
    لذا فقد تم انبعاث بعض الطاقة.
  • 1:22 - 1:25
    ويمكننا ان نكتب هنا
    E+ كرمز للطاقة.
  • 1:25 - 1:28
    دعوني اكتب، سيتم انبعاث
    بعض الطاقة
  • 1:28 - 1:30
    لذا فهو تفاعل باعث للطاقة
  • 1:30 - 1:32
    الا ان السؤال هو٬
    هل هو تلقائي؟
  • 1:32 - 1:34
    ولاجل معرفة ما اذا كان تلقائيا،
  • 1:34 - 1:36
    يجب علينا
  • 1:36 - 1:39
    معرفة دلتا S.
  • 1:39 - 1:43
    ولمعرفة دلتا S
  • 1:43 - 1:46
    قمت بالبحث عن قيم
    الانتروبي المولارية القياسية
  • 1:46 - 1:48
    لكل من هذه الجزيئات.
  • 1:48 - 1:50
    فمثلا، -- ساكتب القيم القياسية هنا
  • 1:50 - 1:52
    بلون مختلف
  • 1:52 - 2:01
    القياسية
  • 2:01 - 2:05
    ونضع رمز الصفر هنا --
  • 2:05 - 2:08
    قيم الانتروبي المولارية القياسية
    - وعندما نقول قياسية فاننا نعني،
  • 2:08 - 2:11
    عند درجة 298 كلفن.
  • 2:11 - 2:13
    في الواقع، لا يفترض القول درجة كلفن
  • 2:13 - 2:16
    فقط 298 كلفن
    لا نستخدم كلمة درجة
  • 2:16 - 2:17
    عندما نتحدث عن مقياس كلفن
  • 2:17 - 2:21
    لذا فهي عند 298 كلفن، والتي
    تعادل 25 درجة مئوية، اي انه
  • 2:21 - 2:23
    بدرجة حرارة الغرفة
  • 2:23 - 2:26
    ولذلك فانها تعتبر درجة قياسية
  • 2:26 - 2:30
    لذا فان الانتروبي القياسية
    للميثان في درجة حرارة الغرفة
  • 2:30 - 2:31
    تعادل هذا الرقم، هنا
  • 2:31 - 2:38
    186 جول لكل كلفن مول
  • 2:38 - 2:42
    فاذا كان لدي مول واحد من الميثان،
    يكون لدي 186 جول/كلفن
  • 2:42 - 2:44
    من الانتروبي
  • 2:44 - 2:46
    واذا كان لدي مولين،
    اضرب الكمية في 2
  • 2:46 - 2:49
    واذا كان لدي 3 مول ،
    اضرب الكمية في 3
  • 2:49 - 2:55
    لذا فان التغير الكلي في الانتروبي
    لهذا التفاعل هو مجموع
  • 2:55 - 2:59
    الانتروبي القياسية للنواتج
    ناقص مجموع
  • 2:59 - 3:01
    الانتروبي القياسية
    للمواد المتفاعلة
  • 3:01 - 3:02
    مثلما فعلنا بالنسبة لطاقة التفاعل.
  • 3:02 - 3:10
    وبذلك سيكون مساويا الى موجب 213.6
  • 3:10 - 3:12
    لدي مولين من ا لماء هنا
  • 3:12 - 3:18
    فيكون مضافا اليه 2 مضروبا في..
    -لنكتب 70 هنا
  • 3:18 - 3:20
    69.9 هي تقريبا 70.
  • 3:20 - 3:25
    زائد 2 في 70، ثم نطرح
  • 3:25 - 3:29
    الانتروبي للمواد المتفاعلة،
    اي لهذا الجانب من التفاعل.
  • 3:29 - 3:43
    لذا فالانتروبي لمول واحد من الميثان
    هي 186 زائد 2 مضروبا في 205
  • 3:43 - 3:45
    لذا فبالنظر فقط
    فان هذا الرقم قريب
  • 3:45 - 3:48
    لهذا الرقم، ولكن هذا الرقم
    اكبر بكثير من هذا الرقم.
  • 3:48 - 3:51
    والماء السائل له انتروبي
    اقل بكثير - هذه الانتروبي
  • 3:51 - 3:52
    للماء السائل.
  • 3:52 - 3:55
    له انتروبي اقل بكثير من غاز الاوكسجين
  • 3:55 - 3:57
    وهذا منطقي.
  • 3:57 - 4:00
    لان الناتج سائل،
    اي ان الحالات اقل
  • 4:00 - 4:03
    وكلها ستتجمع في قعر الاناء
  • 4:03 - 4:05
    مقارنة بالحالة التي تتمدد
    وتاخذ شكل الغرفة
  • 4:05 - 4:07
    لذا فان الغاز بطبيعته
    سيكون له قدرا اكبر
  • 4:07 - 4:08
    من الانتروبي مقارنة بالسائل
  • 4:08 - 4:12
    لذا فقط بالنظر، يمكننا
    ان نرى بان النواتج
  • 4:12 - 4:14
    سيكون لها انتروبي اقل
    من المواد المتفاعلة
  • 4:14 - 4:15
    لذا فان الناتج سيكون
    عددا سالبا
  • 4:15 - 4:19
    ولكن لنتحقق من ذلك
  • 4:19 - 4:31
    لدي 200 ، 213.6 مضافا اليه
    حسنا، 140 ، صح؟
  • 4:31 - 4:32
    2 مضروبا في 70
  • 4:32 - 4:36
    مضافا اليه 140 يساوي 353.6
  • 4:36 - 4:40
    لذا لدينا 353.6
  • 4:40 - 4:48
    ومن هذا الناتج ساطرح
    186 مضافا اليه
  • 4:48 - 4:55
    2 مضروبا في 205 اي ما يعادل 596.
  • 4:55 - 4:59
    اذن نطرح 596، فماذا يكون الناتج؟
  • 4:59 - 5:07
    فنضع سالب 596،
    ثم موجب 353.6 ، فيكون لدينا
  • 5:07 - 5:11
    سالب 242.4 جول/ كلفن
  • 5:11 - 5:18
    فيكون الجواب مساو الى سالب
    242.4 جول لكل كلفن
  • 5:18 - 5:22
    هو دلتا S السالب
  • 5:22 - 5:24
    اي اننا نفقد هذا القدر من الانتروبي
  • 5:24 - 5:26
    ولعل الوحدات تبدو غير
    منطقية بالنسبة لك الان،
  • 5:26 - 5:29
    وفي الواقع هي وحدات اعتباطية
  • 5:29 - 5:31
    ولكن يمكن القول بان المنظومه
    تتجه نحو الترتيب
  • 5:31 - 5:34
    وهذا منطقي، لان لدينا
    طن من الغاز
  • 5:34 - 5:36
    لدينا ثلاث جزيئات
    منفصلة ، واحدة هنا ،
  • 5:36 - 5:38
    وجزيئتي اوكسجين.
  • 5:38 - 5:41
    ثم نذهب ايضا
    الى ثلاث جزيئات
  • 5:41 - 5:42
    الا ان الماء هو الان سائل.
  • 5:42 - 5:46
    لذا فمن المنطقي ان نفقد جزء من الانتروبي
  • 5:46 - 5:47
    فهناك عدد اقل من الحالات
  • 5:47 - 5:49
    يمكن للسائل بالاخص ان ياخذها
  • 5:49 - 5:52
    ولكن لنرى ان كان هذا التفاعل تلقائيا
  • 5:54 - 5:57
    لدينا دلتا G تساوي دلتا H
  • 5:57 - 6:01
    وحيث اننا نفقد حرارة،
    فانها سالب 890.
  • 6:01 - 6:03
    ساتخلص من الاعشار
  • 6:03 - 6:04
    لا يتوجب علينا ان نكون غاية في الدقة
  • 6:04 - 6:06
    ناقص درجة الحرارة
  • 6:06 - 6:09
    نفرض اننا عند حرارة الغرفة،
  • 6:09 - 6:10
    او 298 درجة كلفن
  • 6:10 - 6:13
    اي 28 - يجب ان اقول
    298 كلفن
  • 6:13 - 6:15
    يجب ان لا اعتاد على قول
  • 6:15 - 6:16
    كلمة درجة مع كلفن
  • 6:16 - 6:23
    اي 25 درجة مئوية
    مضروبا في التغير في الانتروبي.
  • 6:23 - 6:25
    والان، هذا سيكون
  • 6:25 - 6:28
    الان يمكننا القول، حسنا،
    سالب 242، يمكننا ان نضع
  • 6:28 - 6:29
    هذا هنا
  • 6:29 - 6:30
    ولكن يجب ان تكون حذرا
    جدا، جدا، جدا
  • 6:30 - 6:33
    هذا هنا بالكيلوجول
  • 6:33 - 6:35
    وهذا هنا بالجول
  • 6:35 - 6:38
    لذا فاذا اردنا كتابة
    كل شئ بالكيلوجول،
  • 6:38 - 6:40
    وبما اننا قد كتبنا هذا هنا،
    فلنكتب هذا
  • 6:40 - 6:40
    بالكيلوجول
  • 6:40 - 6:47
    فيكون الناتج
  • 6:47 - 6:52
    0.242 كيلوجول/كلفن
  • 6:52 - 6:56
    والان ستكون طاقة جبس الحرة
  • 6:56 - 7:01
    هي سالب 890 كيلوجول سالب 290 ،
    السالب مع السالب
  • 7:01 - 7:03
    يكون موجب
  • 7:03 - 7:06
    وهذا منطقي، لان عامل
    الانتروبي سيجعل
  • 7:06 - 7:08
    طاقة جبس الحرة اكثر موجبة
  • 7:08 - 7:11
    وكما نعلم، بما اننا نرغب
    في ان تكون هذه القيمة
  • 7:11 - 7:14
    اقل من الصفر، اي ان ذلك
    سيعارض التلقائية
  • 7:14 - 7:19
    ولكن لنرى ان كان بامكانها
    تجاوز طاقة التفاعل الفعلية،
  • 7:19 - 7:20
    اي طبيعتها الباعثة للطاقة.
  • 7:20 - 7:22
    ويبدو ان بامكانها ذلك
    لان بضرب هذا
  • 7:22 - 7:24
    بقيمة كسرية، سيكون
  • 7:24 - 7:25
    الناتج اصغر من ذلك
  • 7:25 - 7:28
    ولكن لنحاول ايجاد ذلك
  • 7:28 - 7:32
    لذا فبالقسمة على 1، 2 ، 3.
  • 7:32 - 7:37
    هذا هو التغير في الانتروبي
    مضروبا في 298
  • 7:37 - 7:40
    وهي درجة الحرارة، يكون الناتج سالب 72
  • 7:40 - 7:44
    وهكذا ، فنضع سالب هنا
  • 7:44 - 7:47
    فيكون موجب 72.2
  • 7:47 - 7:50
    لذا فهذه في الانتروبي في
    درجة الحرارة القياسية.
  • 7:50 - 7:51
    سيكون الناتج هذا.
  • 7:51 - 7:53
    وهذه هي طاقة التفاعل.
  • 7:53 - 7:56
    لذا فيمكننا ان نرى بان
    طاقة التفاعل اكثر سالبية
  • 7:56 - 7:58
    بكثير من الحد الموجب الناتج
  • 7:58 - 8:00
    من درجة الحرارة مضروبا في
    التغير في الانتروبي.
  • 8:00 - 8:05
    لذا فان هذا الحد سيتغلب
  • 8:05 - 8:08
    لذا فبالرغم من اننا نفقد انتروبي
    في هذا التفاعل، الا انه يبعث
  • 8:08 - 8:11
    كمية كبيرة من الطاقة،
    بحيث انه سيكون تلقائيا
  • 8:11 - 8:14
    وهذا قطعا اقل من الصفر،
    اي ان هذا التفاعل سيكون
  • 8:14 - 8:18
    تفاعلا تلقائيا.
  • 8:18 - 8:20
    وكما رايتم ،فان مسائل طاقة جبس الحرة
  • 8:20 - 8:21
    ليست صعبة
  • 8:21 - 8:24
    يتوجب عليكم فقط ايجاد هذه القيم.
  • 8:24 - 8:27
    ولايجاد هذه القيم، اما ان تعطى قيمة دلتا H
  • 8:27 - 8:30
    او يطلب الينا ان نحل المعادلة
    بدلالة دلتا H
  • 8:30 - 8:32
    فنجد طاقات التكوين لكافة
  • 8:32 - 8:35
    النواتج ، نطرح قيم المواد المتفاعلة
  • 8:35 - 8:38
    وطبعا تضرب بمعامل التوازن.
  • 8:38 - 8:40
    ثم لايجاد التغير في الانتروبي،
  • 8:40 - 8:42
    نعمل نفس الشئ
  • 8:42 - 8:44
    يجب ايجاد الانتروبي المولارية القياسية
  • 8:44 - 8:48
    للنواتج مضروبة بمعامل التوازن،
    نطرح القيم للمواد المتفاعلة
  • 8:48 - 8:50
    ثم نعوض القيم هنا،
  • 8:50 - 8:52
    ثم يكون لدينا طاقة جبس الحرة.
  • 8:52 - 8:55
    وفي هذه الحالة،
    كانت النتيجة سالبة
  • 8:55 - 8:57
    والان يمكنك تصور
    حالة، تكون فيها
  • 8:57 - 8:58
    درجة الحرارة اعلى بكثير
  • 8:58 - 9:01
    مثل سطح الشمس
    او ما شابه، بحيث
  • 9:01 - 9:06
    فجاة، بدلا من ان تكون درجة الحرارة
    298 هنا، ستكون مثلا 2000
  • 9:06 - 9:08
    او 4000 هناك
  • 9:08 - 9:11
    ثم فجاة، تصبح الاشياء مثيرة
  • 9:11 - 9:15
    اذا استطعت تصور ان
    يكون لديك 40,000 كلفن
  • 9:15 - 9:18
    ثم فجاة يكون حد الانتروبي
  • 9:18 - 9:20
    التغير في الانتروبي سيكون اكثر اهمية
  • 9:20 - 9:22
    اي ان هذا الحد الموجب، سيكون
  • 9:22 - 9:26
    اكبر بكثير من هذا
    وقد لا يكون تلقائيا
  • 9:26 - 9:28
    عند درجات الحرارة العالية جدا جدا جدا
  • 9:28 - 9:30
    وهناك طريقة اخرى
  • 9:30 - 9:33
    في التفاعل الباعث للحرارة
  • 9:33 - 9:37
    الحرارة المنبعثة لا تعد ذات اهمية
    عندما يكون هناك
  • 9:37 - 9:40
    كمية كبيرة من الحرارة،
    او الطاقة الحركية في البيئة
  • 9:40 - 9:43
    اذا كانت درجة الحرارة عالية،
    فقد يكون التفاعل
  • 9:43 - 9:46
    غير تلقائي، لان حد الانتروبي
  • 9:46 - 9:47
    سيكون قليلا
  • 9:47 - 9:50
    وعلى اي حال، انا فقط اردت
    ان اجري هذه الحسابات
  • 9:50 - 9:51
    لابين لكم بان لا يوجد هنا شئ محدد
  • 9:51 - 9:54
    يمكنكم البحث في الانترنت
  • 9:54 - 9:56
    لايجاد فيما اذا كانت
    اي عملية هي تلقائية
Title:
Gibbs Free Energy Example
Description:
more » « less
Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
09:57

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.