Φυσικοχημεία Ι (414)

Επιλέξαμε βαθμούς ελευθερίας (αυθαίρετα επιλεγόμενες εντατικές μεταβλητές) σε υδατικό διάλυμα NaCl. Είδαμε φυσικά μεγέθη των οποίων η απόλυτη τιμή έχει σημασία και φυσικό νόημα (T, V, P, C_P, α) και άλλα των οποίων οι διαφορές είναι αυτές που έχουν σημασία (ΔU, ΔH, ΔG) και χρειάζεται να καταφύγουμε στις καταστάσεις αναφοράς για να δώσουμε συγκεκριμένες τιμές σε σώματα (όχι σε διεργασίες). Ο 3^ος Νόμος της Θερμοδυναμικής δίνει απόλυτη τιμή στην εντροπία ενός σώματος με αφετηρία την τιμή 0 της εντροπίας στο απόλυτο μηδέν της θερμοκρασίας.

Με βάση την σχέση dμ = - s dT + v dP σχεδιάσαμε καμπύλες χημικού δυναμικού συναρτήσει θερμοκρασίας (υπό σταθερή πίεση) για διαφορετικές φάσεις (αέρια και υγρή) και εντοπίσαμε το σημείο τομής τους που αποτελεί κατάσταση ισορροπίας των δύο φάσεων (σημείο ζέσεως υπό την συγκεκριμένη πίεση). Νέα τιμή πιέσεως οδηγεί σε νέες καμπύλες χημικού δυναμικού, νέο σημείο τομής τους, άρα νέα θερμοκρασία ισορροπίας των δύο φάσεων. Ο γεωμετρικός τόπος των σημείων τομής αποτελεί την καμπύλη ισορροπίας μεταξύ των δύο φάσεων και χωρίζει ένα διάγραμμα φάσεων σε περιοχές μιας φάσεως.

Αναπαραγωγή διαλέξεως: 1η ώρα, 2η ώρα.

Βιβλιογραφία: Κατσάνος: 119-122, 217-221
Άτκινς: 94-97, 108-112

Άσκηση 18: Πέρα από τις μεταβολές εντροπίας και οι θερμοχωρητικότητες τείνουν στο 0 στο απόλυτο μηδέν της θερμοκρασίας. Μια πολύ καλή προσέγγιση της θερμοχωρητικότητας υπό σταθερό όγκο κοντά στο απόλυτο μηδέν είναι c_V = c₀ T³. Να υπολογίσετε την εντροπία τέτοιου συστήματος σε θερμοκρασία Τ > 0.