Четвертый этап. Расчет изменения энтропии химической реакции с повышением температуры системы.

Энтропия в соответствии с принципом существования энтропии Клаузиуса определяется как приведенная теплота или принцип существования энтропии. Аналитически принцип определяется по уравнению такого вида:

. (17)

Для химической реакции изменение энтропии определяется с учетом изменения теплоемкостей компонентов реакционной смеси по уравнению:

, (18)

где . (19)

Подставляя (19) в (18), получим:

, (20)

где . (21)

Подставив (21) в (20), получим уравнение с разделенными переменными: , (22)

где rCp = . (23)

Вводим (23) в (22):

. (24)

Критериями направленности или состояния процессов, протекающих в химической или любой системе являются следующие изменения энтропии:

0 принцип Р. Клаузиса.

= 0

0 - принцип И.М. Колесникова

Для равновесно протекающих процессов (нереальных в технике и природе = 0, для самопроизвольно протекающих процессов 0, для несамопроизвольно протекающих процессов 0).

Интегрируя это уравнение в интервале от Т = 298 до ТК, получим интегральное выражение:

(25)

Завершая интегрирование, получают следующее выражение:

. (26)

Подставляем численные значения из (8) и коэффициенты из (10), получают уравнение для расчета в области температур 298-1000 К с шагом 100⁰.

. (27)

Для расчета составляется вспомогательная таблица 4.

Таблица 4 - Расчет изменения энтропии для химической реакции

№п/п	Т, К		23.309×	Т-298	55.189× 10-2 (T-298)	T2-2982		,	, суммарн .
								162.60	162.60
		1.007	0.162		-0.110		0.009	162.60	162.66
		1.342	6.856		-5.629		0.55	162.60	164.3
		1.678	12.065		-11.148		1.248	162.60	164.7
		2.013	16.308		-16.667		2.099	162.60	164.5
		2.349	19.906		-22.186		3.105	162.60	163.4
		2.685	23.022		-27.705		4.267	162.60	163.2
		3.020	25.762		-33.224		5.58	162.60	162.1
		3.356	28.221		-38.743		7.05	162.60	159.1

Из данных таблицы 4 следует, что величина проходит через максимум с повышением температуры нагрева реакционной смеси в интервале от Т=298 до 1000 К.

Для удобства анализа изменения от Т строится график, приведенный на рисунке 2.

Рисунок 2 - Зависимость от температуры для химической реакции

Анализ

Из рисунка 2 следует, что до Т=500К изменение энтропии реакционной смеси растет, так как растет степень нагретости смеси и хаотичность расположения молекул в смеси повышается. При Т> 500К величина уменьшается. Это можно объяснить образованием комплексов молекул при взаимодействии диполей полярной молекулы HCl с молекулой RCН=СН₂, что повышает степень упорядоченности полярных молекул в химической системе.