Third Law of Thermodynamics 1. Introduction

1

Third Law of Thermodynamics

1. Introduction

• กฎข้อที 2 ทราบ ∆S, ไม่ทราบ S ที สภาวะใดๆ

• ต้องการทราบ ∆S ระหว่าง T ใดๆ กับ 0 K

∆S = S_T – S₀ S_T – S₀ =

S_T =

Note; หาได้จากการทดลอง, แคลอริมิเตอร์วัด ความร้อนที T ต่างๆ

หรือ จากพื นที ใต้กราฟระหว่าง กับ T แต่ S₀ หาค่าไม่ได้

2

2. นิยาม

W.H. Nernst ⇒ “การเปลี ยนเอนโทรปีสําหรับ

ปฏิกิริยาระหว่างสารที มีผลึกบริสุทธิ ที 0 K เท่ากับ ศูนย์”

Max Planck ⇒ ยืนยัน

G.N. Lewis ⇒ นิยามกฎข้อที 3

“เอนโทรปีของผลึกสมบูรณ์ (perfect crystal) ที

ประกอบด้วยธาตุหรือสารประกอบจะมีค่าเป็นศูนย์ที

อุณหภูมิศูนย์องศาสัมบูรณ์ (0 K)”

Note;

• ผลึกสมบูรณ์ ⇒ แต่ละโมทีฟอยู่ในแลตทิซผลึก (crystal lattice) , มีการจัดเรียงที เป็นระเบียบที สุด, การเคลื อนไหวน้อยสุด

• ไม่สามารถลด T ได้ถึง 0 K (min. 2x10^-5 K)

⇒ extrapolation

3

3. ค่าเอนโทรปีมาตรฐานและการประยุกต์ในเคมี

• สภาวะมาตรฐาน ⇒ T = 298.15 K (25 ^oC), P = 1 atm

• S^o₂₉₈ หรือ S^o เอนโทรปีมาตรฐาน หรือ เอนโทรปี

สัมบูรณ์ (absolute entropy)

• ตัวอย่างดังตาราง

• ข้อสังเกตุ

1) S ของ gas > liquid, liquid > solid 2)S ของ สารที แข็งกว่า > สารที อ่อนกว่า

เช่น diamond > graphite

3)S ของสารที ยุ่งยากกว่าและมวลมากกว่าจะสูงกว่า เช่น CuSO₄⋅ 5H₂O > CuSO₄

4)S ของ สารอินทรีย์ที โครงสร้างซับซ้อนกว่าจะมีค่าสูง กว่า เช่น toluene > benzene

Note; โครงสร้างโซ่ตรง > กิ ง

4

5

4. การคํานวณการเปลี ยนเอนโทรปีมาตรฐาน (standard entropy change, ∆ S

^o

)

∆S^o = Σ∆S^o_(products) - Σ∆S^o(reactants)

S^o_สาร = mol x ค่า S^o

mol x J/ (mol K) ⇒ J/K หรือ J/(mol K) เช่น aA + bB → cC + dD

∆S^o = [c S^o_C + d S^o_D] - [a S^o_A + b S^o_B]

6

Ex 1. จงคํานวณ ∆S^o สําหรับการเกิดไอนํ า 1 mol จาก O₂(g) เและ H₂(g) ที 25 ^oC