กฎข้อที่สามของเทอร์โมไดนามิกส์
กล่าวว่า เอนโทรปีของผลึกสมบูรณ์แบบทุกชนิดมีค่าเท่ากับศูนย์ที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์
ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นโมเลกุลจะมีอิสระในการเคลื่อนที่มากขึ้น
ทำให้เอนโทรปีมีค่ามากขึ้น หรือในกรณีที่ผลึกของสารมีตำหนิ เอนโทรปีก็จะมีค่ามากกว่าศูนย์ที่
0 K เนื่องจากการจัดเรียงตัวของผลึกไม่เป็นระเบียบอย่างสมบูรณ์แบบ
เราสามารถหาค่าเอนโทรปีสัมบูรณ์ของสารที่ 25 oC ได้ดังนี้
DS =
Sf - Si
= Sf (Si
= 0)
 |
นักเรียนคิดว่า
ผลึกสมบูรณ์แบบ คือ ผลึกที่มีลักษณะเป็นอย่างไร ? |
| ผลึกสมบูรณ์แบบ
|
คือ
ผลึกที่มีการวางตำแหน่งของทุกอะตอมเป็นระเบียบ และทุกอะตอมต้องมีสิ่งแวดล้อมภายในผลึกเหมือนกันทุกด้าน
ยกเว้นบริเวณผิวของผลึก |
ยังจำกันได้หรือเปล่าว่า
กฎทั้งสามข้อของเทอร์โมไดนามิกส์มีอะไรบ้าง เราลองมาทบทวนกันดีไหม
กฏข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์
กล่าวว่า "พลังงานรวมของทั้งระบบและสิ่งแวดล้อมต้องมี่ค่าคงที่
แต่พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้"
จากช่วงแรกเราเข้าใจกันว่า
"กระบวนการที่มีค่า DH
< 0 เป็นกระบวนการที่เกิดได้ขึ้นเอง เพราะว่าการเกิดปฏิกิริยาทำให้พลังงานของระบบลดลงและทำให้ระบบเสถียรขึ้น"
แต่ในทางปฏิบัติพบว่า "ภายใต้สภาวะบางอย่าง เช่น ที่อุณหภูมิสูงมาก
ๆ การเปลี่ยนอัญรูปของควอทซ์ก็สามารถเกิดได้เองแม้ว่า DH
> 0"
|
848
K |
|
|
SiO2 |
--------> |
SiO2 |
= 0.88 kJ mol-1 |
(low
quartz) |
|
(high
quartz) |
|
จากกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์
เราเข้าใจกันว่า
สำหรับกระบวนการที่มีค่า
DS
> 0 จะเป็นกระบวนการที่เกิดได้เองและย้อนกลับไม่ได้
สำหรับกระบวนการที่มีค่า
DS
=0 จะเป็นกระบวนการที่อยู่ในสภาวะสมดุล
สำหรับกระบวนการที่มีค่า
DS
< 0 จะเป็นกระบวนการเกิดในทิศทางตรงข้าม
จากกฎข้อที่สามของเทอร์โมไดนามิกส์ เราก็ทราบว่า
"ที่อุณหภูมิ 0 K ผลึกสมบูรณ์แบบทุกชนิดจะมีค่าเอนโทรปีเท่ากับศูนย์"
|
