熱力學第三定律 | 科學Online

純物質相對熵的求法－以SO2為例（二）

2015/09/16

純物質相對熵的求法－以SO2為例（二）
The method to obtain relative entropy of pure substance – a case study in SO2 (II)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

連結：純物質相對熵的求法－以SO2為例（一）

(二)熔點及沸點時其熵值變化量的求法

由實驗得知，$$\mathrm{SO_2}$$ 的熔解熱及蒸發熱分別為 $$1769$$、$$5960~cal/mol$$，熔點及沸點分別為 $$197.64$$ 及 $$263.1~K$$，將這些數據代入 $$(2)$$ 式的相對應式子中，便可求出熔點及沸點時的熵值變化：

$$\displaystyle \frac{\Delta_{fus}H^\circ_m}{T_m}=\frac{1769}{197.64}=8.95~cal\cdot mol^{-1}K^{-1}=37.41~J\cdot mol^{-1}K^{-1}~~~~~~~~~(7)$$

$$\displaystyle \frac{\Delta_{vap}H^\circ_m}{T_b}=\frac{5960}{263.1}=22.65~cal\cdot mol^{-1}K^{-1}=94.69~J\cdot mol^{-1}K^{-1}~~~~~~~~~(8)$$

繼續閱讀→

純物質相對熵的求法－以SO2為例（一）

2015/09/16

沒有迴響

純物質相對熵的求法－以SO2為例（一）
The method to obtain relative entropy of pure substance – a case study in SO2 (I)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

熵(entropy)是化學熱力學第二定律的要角，藉由系統熵和環境熵的總和是否大於 $$0$$，即能判斷一個反應能否自發進行？因此在研究相關主題時，純物質的熵是經常被使用到的數據，一般化學教科書均會將一些常見物質的相對熵，表列在附錄中，以供參考及使用。

但是這些數據是如何求得的？卻鮮少被討論，事實上它們是有一套複雜嚴謹的步驟和方法，本文擬以 $$\mathrm{SO_2}$$ 為例，重現其熵的求法，至於焓及自由能的部分，則另文介紹。另外，學習化學熱力學時，經常推導、記憶一些公式，難得真正應用在解決問題上，本文亦藉熵的求法過程中，讓學子感受到使用熱力學公式的益處，及體會在計算過程中數學所扮演的重要角色。

繼續閱讀→

理想氣體和凡得瓦爾氣體的比較－以二氧化碳為例

2015/05/26

沒有迴響

理想氣體和凡得瓦爾氣體的比較－以二氧化碳為例
(Comparison of ideal gas and van der Waals gases – a case study in carbon dioxide)
國立臺灣師範大學化學系兼任教師邱智宏

初學物理化學 (physical chemistry) 時，理想氣體 (perfect gas) 如影隨形，無時不在，隨時出現在各個不同的章節。由於理想氣體假設其氣體粒子不具有體積、粒子間没有吸引力、彼此間的碰撞為彈性碰撞，因此其 $p \cdot V \cdot T$ 間的關係，可以簡潔的以 $pV=nRT$ 加以描述。

然而真實氣體究竟佔有體積，彼此具有吸引力，碰撞時也非彈性碰撞，因此其許多特性和理想氣體不一樣，例如低溫高壓下，真實氣體大大偏離理想氣體、能被液化、有特殊的臨界點 (critical point)⋯ 等。歷來許多科學家總希望由簡潔的理想氣體方程式出發，企圖能找到一個足以說明真實氣體的方程式，其中凡得瓦爾方程式 (van der Waals equation) 就是一個很好的例子，在數學上雖然稍微複雜一些，但卻能解釋很多真實氣體的現象。

本文試著比較二種方程式的異同，並由其相異之處，解釋為何凡得瓦爾方程式更能接近真實氣體的理由。另外，以二氧化碳為例，觀察其相圖的變化情形，並說明凡得瓦爾方程式可信及不足之處。

繼續閱讀→