Concetti Chiave
- Il valore assoluto dell'entropia di una sostanza si determina fissando un'entropia zero all'energia di punto zero e sommando le variazioni di entropia a diverse temperature e pressioni.
- La terza legge della termodinamica afferma che l'entropia di un cristallo puro perfetto a 0 K è zero, fondamentale per calcolare l'entropia standard molare, S°.
- Le entropie assolute molari S° degli elementi e composti presentano sempre valori positivi, fornendo un quadro chiaro delle proprietà termodinamiche delle sostanze.
- L'entropia è definita come funzione di stato, poiché dipende solo dallo stato iniziale e finale del sistema, indipendentemente dal percorso della reazione.
- La definizione di entropia e i suoi calcoli non verranno approfonditi in contesti pratici come l'energia di Gibbs, mantenendo il focus su aspetti fondamentali.
Indice
Valore assoluto dell'entropia
Per stabilire il valore assoluto dell’entropia di una sostanza è necessario valutare le condizioni di tale sostanza all’energia più bassa possibile, detta energia di punto zero. Fissiamo per questo stato quindi un’entropia zero. Possiamo poi valutare le condizioni di una sostanza quando questa è portata in altre condizioni di temperatura e pressione. Sommando queste variazioni di entropia otteniamo un valore numerico per l’entropia assoluta.
Qual è la terza legge della termodinamica?
Il principio su cui si basa questa operazione è la terza legge della termodinamica, secondo la quale l’entropia di un cristallo puro perfetto a 0 K è zero.
L’entropia standard molare, S°, è l’entropia di una mole di sostanza nel suo stato standard cioè a 25°C e a 1 atm. I valori si S° sono espressi in J/K×mol. Possiamo dire che:
ΔS°=[∑▒〖vS° (prodotti)+∑▒〖vS° (reagenti)]〗〗
Dove v sono i coefficienti stechiometrici dei prodotti e dei reagenti.
Si può quindi dire che le entropie assolute molari S° delle sostanze (elementi e composti hanno sempre valori positivi.
Funzione di stato dell'entropia
L’entropia è una funzione di stato, in quanto dipende solo dallo stato iniziale e finale, ma non dal percorso seguito da una reazione. Questa definizione è dimostrabile attraverso procedimenti matematici che non sono utili dal punto di vista chimico (e pratico) nelle trattazioni seguenti come l'energia di Gibbs, di conseguenza non verranno analizzate.
Domande da interrogazione
- Qual è il valore assoluto dell'entropia e come viene determinato?
- Qual è il significato della terza legge della termodinamica in relazione all'entropia?
- Perché l'entropia è considerata una funzione di stato?
Il valore assoluto dell'entropia di una sostanza si determina valutando le sue condizioni all'energia di punto zero, fissando un'entropia zero per questo stato. Le variazioni di entropia vengono poi sommate per ottenere un valore numerico per l'entropia assoluta.
La terza legge della termodinamica afferma che l'entropia di un cristallo puro perfetto a 0 K è zero. L'entropia standard molare, S°, è definita per una mole di sostanza a 25°C e 1 atm, con valori sempre positivi per le entropie assolute molari delle sostanze.
L'entropia è una funzione di stato perché dipende solo dallo stato iniziale e finale di un sistema, senza considerare il percorso seguito dalla reazione. Questa caratteristica è dimostrabile matematicamente, ma non verrà approfondita in contesti pratici come l'energia di Gibbs.
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