|
 |
|
Dobar dan,
Zanima ne kako bi bila definirana promjena entropija pri T=0K,
je li je to ograničenje dS=δq/T ili samo neko drugo svojstvo povezano s apsolutnom nulom i ponašanjem materije pri toj temperaturi, reverzibilnost procesa?
Kako razgranatost ugljikovodika utječe na temperaturu tališta, ima li neke povezanosti kao s vrelište?
Na Wikipediji sam pronašla tablicu za koeficijente b volumena molova u Van der Waalsovoj jednadžbi, i naišla sam na podatke za helij i neon; ( b(He)=0.0237 L/mol, b(Ne)=0.01709 L/mol).
zašto neon ima manji b iako je veličinski, atom neona veći od atoma helija ? Pretpostavljam da b nije strogo ograničen na veličinu samih čestica, ali me zanima koji ga još efekti određuju?
Hvala Vam unaprijed na odgovorima
|
|
Ime i prezime:
Ana Piroš
pirosa0805@gmail.com
|
 |
 |
Prvo je pitanje u principu hipotetsko, budući da temperaturu od 0 K nije moguće postići (barem ne za praktične kemičare). S time na umu, možemo krenuti od definicije entropije kao umnoška Boltzmannove konstante i logaritma broja mikroskopskih stanja sustava koja imaju istu energiju (u slučaju 0 K to će biti energija osnovnog stanja):
S = kb ∙ log N
Ako je taj sustav onaj često spominjani savršeni kristal ohlađen na 0 K, postoji samo jedan raspored (čestice su identične pa njihova zamjena ništa ne mijenja), tako da je entropija jednaka nuli. Ako u takav kristal nekako uvedemo točno jedan defekt u kristalnoj strukturi, npr. čupanjem jednog atoma, sustav više neće biti savršeno kristalan, tako da će mu entropija biti veća od nule, dočim će njezin iznos ovisiti o strukturi kristala i naravi defekta, odnosno broju ekvivalentnih mikrostanja koja odgovaraju tom defektu.
Nisam siguran kako će se to točno predočiti u egzaktan račun jer on nužno mora uključivati kvantna stanja, ali rekao bih da se ovim putem može razviti mikroskopska slika entropije. Za višu temperaturu naime treba samo imati na umu da ne postoji kao mikroskopsko svojstvo, budući da se na toj razini radi o vibracijskim i elektronskim kvantnim razinama. Kao i s defektom u kristalu, vjerojatno se isplati krenuti razmišljati od jedne jedine pobuđene razine, odnosno pitanja kako entropija ovisi o tim malim brojevima. Također, treba imati na umu da će čak i savršeni kristal u stvarnosti imati površinu, što znači čestice u drugačijem okruženju nego unutar kristala, što pak znači entropiju veću od nule.
O vezi razgranatosti ugljikovodikâ s njihovim talištima (a ne temperaturama temperature taljenja) kratko sam pisao ovdje. Ugrubo vrijedi da će razgranatijima tališta biti niža, ali samo ugrubo jer za odnos između kondenziranih faza bitnu ulogu igra i simetrija, koja bitno utječe na mogućnost(i) pakiranja u kristalnu strukturu, a ne samo dostupna dodirna površina molekule. Npr. metilbutan (izopentan) ima znatno niže talište od pentana, ali dimetilpropan (neopentan), koji je tetraedarske simetrije, ima znatno više talište jer se lijepo pakira u kristale. Slično, samo konfuznije stanje može se naći kod izomerâ heksana.
Za razliku od modela idealnog plina, koji čestice plina definira kao materijalne točke koje međusobno ne interagiraju, van der Waalsov model pripisuje im interakciju (kao konstantu a) i volumen (kao konstantu b). Van der Waalsove konstante računaju se iz kritičnih parametara plinova. Kod helija kritična temperatura iznosi 5,2 K i tu dosta veliku ulogu u svojstvima igraju kvantni efekti, zbog čega se helij ne ponaša kao klasični, nego kao kvnatni plin. Konkretno to znači da se u van der Waalsovom modelu atomi helija ponašaju kao da su puno veći nego što stvarno jesu, a mehanizam spada u domenu fizike, dakle van onoga što mogu opisati bez malo dubljeg upoznavanja s pojmovima poput Bose-Einsteinovog kondenzata.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
