Question

Каковы (положительны или отрицательны) изменение энтальпии, энтропии и энергии Гиббса при плавлении (Тпл = 1539 °C) технически чистого железа при 1600 °C?

Answer 1

Ответ:

Плавление технически чистого железа при температуре 1600 °C является эндотермическим процессом, поскольку требуется поглощение энергии для превращения твердого железа в жидкое состояние.

Изменение энтальпии (ΔH) для плавления можно определить как разницу между энтальпиями жидкого железа и твердого железа при температуре плавления:

ΔH = H(жидкое железо) - H(твердое железо)

Поскольку плавление является эндотермическим процессом, энтальпия жидкого железа должна быть больше, чем энтальпия твердого железа при температуре плавления. Таким образом, ΔH будет положительным числом.

Изменение энтропии (ΔS) также можно определить как разницу между энтропиями жидкого железа и твердого железа при температуре плавления:

ΔS = S(жидкое железо) - S(твердое железо)

Поскольку жидкое состояние имеет большую степень хаоса, чем твердое состояние, энтропия жидкого железа должна быть больше, чем энтропия твердого железа при температуре плавления. Таким образом, ΔS будет положительным числом.

Энергия Гиббса (ΔG) можно определить как разницу между энтальпией и энтропией, умноженных на температуру:

ΔG = ΔH - TΔS

Поскольку и ΔH, и ΔS положительны, ΔG будет отрицательным при температуре плавления. Это означает, что процесс плавления технически чистого железа при 1600 °C является спонтанным и термодинамически благоприятным.