Khan Academy nie obsługuje tej przeglądarki. [Zamknij]

– mamy więc kilka słów, które odnoszą się do różnych reakcji i tego, czy absorbują lub uwalniają różne rodzaje energii. Pierwsze słowo to egzotermika. Egzotermiczny korzeniem słowa jest therm, które odnosi się do ciepła, a słowo to rzeczywiście oznacza reakcję, która uwalnia ciepło. Uwalnia, uwalnia ciepło. I jeden sposób myślenia o tym, jeśli myślisz o stałym ciśnieniu lub zmianie entalpii, można to postrzegać jako ilość ciepła, którą pochłaniasz lub uwalniasz. Ujemna zmiana entalpii oznacza, że uwalniasz ciepło. Jednym ze sposobów myślenia jest to, że jeśli postrzegasz entalpię jako zawartość ciepła, masz mniej zawartości ciepła po reakcji niż wcześniej oznaczało to, że uwalniasz ciepło. Co oznacza, że zmiana entalpii będzie mniejsza od zera, więc wszystkie oznaczają to samo. To prawda. Uwalniasz ciepło. To jest to samo, co zmniejszanie ciepła, jeśli mówimy o stałym ciśnieniu. Stałe ciśnienie, co jest rozsądnym założeniem, jeśli robisz coś w zlewce, która jest otwarta na powietrze lub jeśli myślisz o wielu różnych systemach biologicznych. Opierając się na tej logice, jak myślicie, co to słowo oznacza, endotermiczny. Cóż, endotermiczny, therm ten sam korzeń, a teraz twój przedrostek to endo, więc jest to proces, który pochłania ciepło. Pochłania ciepło. Albo jeśli myślisz o stałym ciśnieniu, możesz powiedzieć, że Twoja entalpia po reakcji będzie wyższa niż entalpia przed reakcją. Zatem delta H będzie większa od zera. W porządku. Spójrzmy teraz na te dwa znaki tutaj. Exergonic i endergonic tak exergonic korzeń tutaj jest ergon i może nie być tak obeznany z tym, jak jesteś z thermbut może słyszałeś słowo ergonomiczny. Hej, to ładne ergonomiczne biurko. Oznacza to, że jest to biurko, które jest dobre do pracy lub jest to ładne ergonomiczne krzesło. Ergon rzeczywiście przybywa z greki do pracy. Tak więc egzergoniczny jest reakcją, która uwalnia energię pracy, a przynajmniej to sugeruje to słowo. Uwolnienia, pozwól, że zrobię to w tym samym kolorze. To jest coś, co uwolni energię pracy. I endergoniczna, ta sama logika, cóż, to będzie wszystko oparte na sposobie, w jaki słowo jest ustawione, które pochłania energię pracy lub wykorzystuje energię pracy. Jedną z naszych zmiennych lub właściwości, które możemy wykorzystać do rozważenia energii, która może być wykorzystana do pracy, jest energia wolna Gibbsa i wzór na energię wolną Gibbsa, jeśli myślimy o stałej ciśnieniu i temperaturze, zapiszę to. Więc jeśli mówimy o stałym ciśnieniu i temperaturze to wzór na energię swobodną Gibbsa lub można to nawet postrzegać jako definicję energii swobodnej Gibbsa. Zmiana energii swobodnej Gibbsa, zrobię to innym kolorem. Zmiana energii Gibbsfree jest równa naszej zmianie entalpii minus, używanej w innym kolorze. Minus nasza temperatura razy nasza zmiana entropii i jeśli to spojrzenie jest całkowicie obce, zachęcam Was do obejrzenia filmu o energii wolnej Gibbsa, ale powód, dla którego jest to związane z energią do pracy jest w porządku, spójrz, mam swoje, czy absorbuję, czy uwalniam ciepło i odejmuję entropię, która jest rodzajem energii, która trafia do świata wszechświata, a to, co zostało, to energia, którą mogę zrobić do pracy. To jeden ze sposobów myślenia o tym. Widać, że to odnosi się do energii pracy do zmiany entalpii tutaj. Więc coś, co uwalnia energię pracy, może powiedzieć, że po reakcji ma mniej energii pracy niż przed nią, twoja delta G będzie mniejsza niż zero. Zapiszę to. Więc tutaj nasza delta G będzie mniejsza od zera i te rzeczy, są reakcjami, które uwalniają energię pracy, widzieliśmy to w filmie o darmowej energii Gibs. Uważamy to za spontaniczne. Spontaniczny. Te posuwają się naprzód. Więc te tutaj, te które pochłaniają energię pracy, będą miały więcej energii pracy w systemie niż wcześniej. Więc delta G będzie większa od zera i mówimy, że to nie jest spontaniczne. Więc nie są spontaniczne. Teraz, gdy mamy już definicje i mamy sposób na określenie tych zmiennych, przyjrzyjmy się różnym scenariuszom rzeczy, które są egzotermiczne i egzergoniczne lub egzotermiczne i endergoniczne i zobaczmy, dlaczego mają one intuicyjny sens. Więc w tej pierwszej reakcji egzotermicznej, nasza delta H jest mniejsza od zera. Oznacza to, że po reakcji ma mniej entalpii niż wcześniej, co oznacza, że uwalnia ciepło i jak widzicie, to ciepło jest uwalniane. Skąd się wzięła ta energia? Gdy wiąże się w tej nowej konfiguracji na zasadzie netto, elektrony są w stanie obniżyć Stany energetyczne i uwolnić tę energię. A ciepło, jeśli myślisz o mikroskopijnej skali, to coś, co przynajmniej lokalnie podnosi twoją temperaturę, co oznacza przeniesienie energii kinetycznej do tych mikro-mikroskopijnych cząsteczek. Pamiętajcie, kiedy mówicie o cieple lub temperaturze, myślicie o tych makro zmiennych, ale na mikroskopowej zmiennej, mówicie o kinetycznych energiach, potencjalnych energiach i tym podobnych rzeczach. To co się dzieje, to te elektrony lub Kiedy dostają się do nowej konfiguracji i będą uwalniać energię, która może być przekazana poszczególnym cząsteczkom. Więc widzicie tutaj, uwolniliśmy energię i mamy również wzrost entropii. Mamy więcej entropii po reakcji niż przed reakcją. Mamy tu więcej obiektów, jest więcej stanów, w których mogą się znajdować i poruszają się szybciej. Więc ten, widzimy, jeśli zastosujesz, jeśli zastosujesz wzór tutaj to będzie mniej niż zero. Tutaj delta S będzie większa od zera. Temperatura, to będzie temperatura bezwzględna w kategoriach Kelvina, więc zawsze będzie dodatnia, a więc cały ten termis będzie dodatni, więc będziesz miał anegatywną, minus a dodatnią, to będzie ujemną. Więc nasza delta G będzie mniejsza od zera i widzimy, że to jest spontaniczne. To będzie poruszało się do przodu i ma sens, uwalnia energię, elektrony lubią to. Tworzy bardziej nieuporządkowany stan. Innym sposobem myślenia o tym jest myślenie o próbie przeprowadzenia reakcji w inny sposób, będziesz musiał uzyskać jakąś energię dla tych elektronów, aby uzyskać wyższy stan energetyczny, kiedy utworzą te nowe wiązania, będziesz musiał uzyskać te cztery składniki razem w dokładnie odpowiedni sposób. To wydaje się o wiele mniej prawdopodobne niż przejście od lewej do prawej. Pomyślmy teraz o czymś, co pochłania ciepło, a to jest littlebit Counter intuicyjny. Pochłania ciepło, ale będzie spontaniczne. Nadal będzie egzergoniczny. I tak się stanie. Więc delta H jest większa od zera, więc pochłania ciepło. Mamy więc te dwie cząsteczki z różnymi składnikami, które zaraz się zderzą i mówimy, że temperatura jest wysoka. Jeśli temperatura jest niska, może to nie być spontaniczne, ale jeśli temperatura jest wystarczająco wysoka, będzie. Więc temperatura w mikroskopijnej podstawie, mówisz, ok, te rzeczy mają po prostu wysoką energię kinetyczną, będą taranować do każdego innego bardzo szybko i będą raminto siebie tak szybko, że mogą tworzyć wszystkie inne składniki. Więc mamy entropię netto, mamy entropię netto wzrosła. Nawet jeśli tutaj nasze elektrony są w wyższym stanie energetycznym, aby utworzyć tę konfigurację, więc musiał absorbować ciepło, więc musiał absorbować energię cieplną. Można powiedzieć ciepło, ale na poziomie mikroskopowym mówimy tylko o energii kinetycznej tych cząsteczek. Więc musi go wchłonąć, ale skąd pochodzi ta energia? Pochodzi z kinetycznej energii cząsteczek. Wcześniej mogli mieć pewną energię kinetyczną, ale potem część z nich ginie, więc kiedy wszyscy zostają poobijani w różne konfiguracje. Jeśli mówisz, że wellI nadal tego nie rozumie. Pomyśl o próbie zrobienia tej reakcji w drugą stronę. Postaraj się zebrać te cztery podstawniki we właściwym czasie, wszystkie razem, nawet jeśli się to dzieje, jeśli są połączone we właściwy sposób, ich elektrony mogą skonfigurować sposób uwalniania energii, ale to jest super wysoka temperatura. To naprawdę chaotyczny system. Nie przejdzie od prawej do lewej, tylko od lewej do prawej. Kiedy jest naprawdę chaotycznie, rzeczy walą się ze sobą bardzo szybko,bardziej prawdopodobne jest pójście w kierunku wyższej entropii. Spójrzmy teraz na to i jest to spontaniczne, nawet jeśli pochłania ciepło. Jeśli nie wysysasz ciepła lokalnie, twoja temperatura przynajmniej w okolicach tych cząsteczek spadnie. Ale jako źródło przyjmujemy stałą temperaturę dla tego, więc można założyć, że na poziomie makro temperatura zanika i zostaje wchłonięta poza system. Spójrzmy teraz na tę konfigurację. Jest egzotermiczny, więc delta jest mniejsza niż zero, mniejsza entalpia po akcji niż wcześniej, więc uwalnia ciepło, ale nie jest spontaniczna. I to nie jest spontaniczne, ponieważ zmniejsza entropię na świecie. Zmniejsza entropię na świecie, a Entropia ma znaczenie, ponieważ temperatura jest wysoka. Jeden ze sposobów patrzenia na to równanie to Entropia nie ma znaczenia, gdy temperatura jest niska. Temperatura naprawdę skaluje Twoją entropię, ale kiedy temperatura jest wysoka,Entropia zaczyna przejmować kontrolę. Ta zmienna zaczyna mieć duże znaczenie. Tutaj, ponieważ Entropia jest ujemna, to się nie wydarzy. Więc jeśli te rzeczy zbliżają się do siebie bardzo powoli, ich elektrony mogą się skonfigurować w odpowiedni sposób, aby uzyskać niższy stan energii i uwolnić energię. Ale brzęczą się tak szybko, że nie mają na to szansy. Jeśli pomyślisz o tym w inny sposób, ta reakcja jest znacznie bardziej prawdopodobna. Jeśli masz kilka tych dwuatomowych cząsteczek biegających dookoła, one tak szybko wpadają w siebie, że zrzucą składniki z tych dwuatomowych cząsteczek, albo przynajmniej w sposób, w jaki to jest przedstawione, wygląda to trochę jak dwuatomowa cząsteczka. I mogą wchłonąć trochę energii kinetycznej, aby przejść z prawej na lewą, ale jest to bardziej prawdopodobne. Więc od lewej do prawej nie spontanicznie, ponieważ Entropia naprawdę ma znaczenie w tej wysokiej temperaturze. W końcu jest to intuicyjne coś, co potrzebuje ciepła, coś, co potrzebuje energii cieplnej i ma redukcję entropii, która zdecydowanie nie będzie spontaniczna. Więc to jest większe od zera, to jest mniejsze od zera, ale potem odejmujesz to, więc to wszystko jest większe od zera, ta delta G będzie większa od zera. Delta, zaznaczę to zielonym kolorem. Ta delta G będzie większa od zera i ma sens, że mamy te dwie cząsteczki, które musimy połączyć we właściwy sposób. Potrzebują ciepła, żeby pobudzić tę reakcję, aby wzbudzić elektrony do wyższego stanu energetycznego, żeby dostać się do tego, można powiedzieć, mniej stabilnego wiązania. Dlaczego mieliby to zrobić? Reakcja jest znacznie bardziej prawdopodobna, jeśli mamy kilka cząsteczek, które wpadają do siebie, dostają się w bardziej stabilną konfigurację i jest więcej entropii, kiedy się rozdzielają, niż kiedy pozostają razem. Czyli delta g większa od zera. To jest endergoniczne i endotermiczne i oczywiście to jest g większe od zera. Mimo, że to uwolniłoby energię, że rzeczy sochaotyczne nie będą miały na to szansy i znacznie bardziej prawdopodobne jest, że pójdziecie w kierunku maksymalizacji entropii, a więc ta również nie jest spontaniczna.