Seuraa 
Viestejä59

Sunnuntaina joutaa tekemään ärsyttäviä kysymyksiä.

Tuodaan veteen lämpöä, ja se muuttuu kaasuksi. Entropia vähenee koska tuodaan ulkopuolelta energiaa.
Vaiko kun vesi haihtuu, niin molekyylit hajaantuu, tilavuus kasvaa eli entropia lisääntyy? :D

Kommentit (15)

Eusa
Seuraa 
Viestejä16945

cotton kirjoitti:
Sunnuntaina joutaa tekemään ärsyttäviä kysymyksiä.

Tuodaan veteen lämpöä, ja se muuttuu kaasuksi. Entropia vähenee koska tuodaan ulkopuolelta energiaa.
Vaiko kun vesi haihtuu, niin molekyylit hajaantuu, tilavuus kasvaa eli entropia lisääntyy? :D


Sen suljetun verkoston entropia vähenee, johon energia tuotiin ja jossa se säilyy, oli ko vuorovaikutusverkosto missä rakennemuodossa tahansa.

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

cotton kirjoitti:
Sunnuntaina joutaa tekemään ärsyttäviä kysymyksiä.

Tuodaan veteen lämpöä, ja se muuttuu kaasuksi. Entropia vähenee koska tuodaan ulkopuolelta energiaa.
Vaiko kun vesi haihtuu, niin molekyylit hajaantuu, tilavuus kasvaa eli entropia lisääntyy? :D

Lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa:

ΔS >= q/T

Yhtäsuuruusmerkki on voimassa ns. reversiibelille prosessille. Eli jos tuot veteen lämpöä, veden entropia kasvaa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

JPI
Seuraa 
Viestejä27200

hmk kirjoitti:
Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?


Esim. jokin kemiallinen reaktio, jossa aineosien reaktio käynnistyy seoksen lämpötilaa nostamalla ja reaktio tuottaa suurimolekyylistä yhdistettä esim. jotakin polymeeriä tms.
???

3³+4³+5³=6³

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

JPI kirjoitti:
hmk kirjoitti:
Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?


Esim. jokin kemiallinen reaktio, jossa aineosien reaktio käynnistyy seoksen lämpötilaa nostamalla ja reaktio tuottaa suurimolekyylistä yhdistettä esim. jotakin polymeeriä tms.
???

Joo, ehkä joku tuollainen voisi myös toimia. Itse ajattelin seuraavaa ideaalikaasuprosessia:

Lemma: Kaasun lämpötila kasvaa adiabaattisesti (q = 0) puristettaessa; esim. dieselmoottorin sytytys perustuu tähän. Vastaavasti adiabaattisessa laajenemisessa kaasun lämpötila alenee. Jos adiabaattinen prosessi on lisäksi reversiibeli, se ei muuta entropiaa (ΔS(rev.ad.) = 0). Todistus: termodynamiikan perusoppikirjat.

Tarkastellaan nyt seuraavaa kolmivaiheista reversiibeliä ideaalikaasuprosessia:

(1) Ensin 100 K lämpötilassa olevaan kaasuun tuodaan isotermisesti 100 J lämpöä (tässä kaasu laajenee, mutta sen lämpötila pysyy vakiona)

(2) Kaasun annetaan jäähtyä adiabaattisesti laajenemalla 10 K lämpötilaan.

(3) 10 K lämpötilassa olevasta kaasusta poistetaan isotermisesti 20 J lämpöä (tässä kaasu puristuu kasaan, mutta lämpötila pysyy vakiona)

Kaiken kaikkiaan kaasuun on tuotu lämpöä: q = (100 - 20) J = 80 J > 0.

Kaasun entropia on kuitenkin pienentynyt:

ΔS = ΔS(1) + ΔS(2) + ΔS(3) = (100 J)/(100 K) + 0 + (-20 J)/(10 K) = - 1 J/K.

On siis löydetty prosessi, jossa systeemiin tuodaan lämpöä (netto), mutta sen entropia pienenee.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

cotton
Seuraa 
Viestejä59

Pointti oli ehkäpä se, että onko oikein ajatella entropia materiaaliksi vaiko joksikin muuksi. Esimerkissähän materiaali hajaantuu lämmön vaikutuksesta, mutta energia tihentyy, jos kyseessä on laatikko. 

Kuviteellisesti siis oli boksi, jonka pohjalla on hiekan vettä, ja se mahtuu muuttumaan höyryksi siellä boksissa lämmitettäessä.

Nature
Seuraa 
Viestejä9336

hmk kirjoitti:
JPI kirjoitti:
hmk kirjoitti:
Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?


Esim. jokin kemiallinen reaktio, jossa aineosien reaktio käynnistyy seoksen lämpötilaa nostamalla ja reaktio tuottaa suurimolekyylistä yhdistettä esim. jotakin polymeeriä tms.
???

Joo, ehkä joku tuollainen voisi myös toimia. Itse ajattelin seuraavaa ideaalikaasuprosessia:

Lemma: Kaasun lämpötila kasvaa adiabaattisesti (q = 0) puristettaessa; esim. dieselmoottorin sytytys perustuu tähän. Vastaavasti adiabaattisessa laajenemisessa kaasun lämpötila alenee. Jos adiabaattinen prosessi on lisäksi reversiibeli, se ei muuta entropiaa (ΔS(rev.ad.) = 0). Todistus: termodynamiikan perusoppikirjat.

Tarkastellaan nyt seuraavaa kolmivaiheista reversiibeliä ideaalikaasuprosessia:

(1) Ensin 100 K lämpötilassa olevaan kaasuun tuodaan isotermisesti 100 J lämpöä (tässä kaasu laajenee, mutta sen lämpötila pysyy vakiona)

(2) Kaasun annetaan jäähtyä adiabaattisesti laajenemalla 10 K lämpötilaan.

(3) 10 K lämpötilassa olevasta kaasusta poistetaan isotermisesti 20 J lämpöä (tässä kaasu puristuu kasaan, mutta lämpötila pysyy vakiona)

Kaiken kaikkiaan kaasuun on tuotu lämpöä: q = (100 - 20) J = 80 J > 0.

Kaasun entropia on kuitenkin pienentynyt:

ΔS = ΔS(1) + ΔS(2) + ΔS(3) = (100 J)/(100 K) + 0 + (-20 J)/(10 K) = - 1 J/K.

On siis löydetty prosessi, jossa systeemiin tuodaan lämpöä (netto), mutta sen entropia pienenee.

Kohdassa 2 adiabaattisessa laajenemisessa tilavuus kasvaa, joten energiatieheys alenee, tuo vastaa entropian lisääntymistä, koska energia hajaantuu suurempaa tilavuuteen.

Diam
Seuraa 
Viestejä2727

Energiaa kuluu nesteen höyrystämiseen ja höyryn entropian kasvaessa hyvinkin edulliseen suuntaan käytön kannalta. Tulistunut höyry on erittäin epävakaata.

Mies kysyi kaiulta: Ostanko Nuhvin vai Majorin? ja kaiku vastasi: VAI MAJORIN!

Nature
Seuraa 
Viestejä9336

Nature kirjoitti:
hmk kirjoitti:
JPI kirjoitti:
hmk kirjoitti:
Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?


Esim. jokin kemiallinen reaktio, jossa aineosien reaktio käynnistyy seoksen lämpötilaa nostamalla ja reaktio tuottaa suurimolekyylistä yhdistettä esim. jotakin polymeeriä tms.
???

Joo, ehkä joku tuollainen voisi myös toimia. Itse ajattelin seuraavaa ideaalikaasuprosessia:

Lemma: Kaasun lämpötila kasvaa adiabaattisesti (q = 0) puristettaessa; esim. dieselmoottorin sytytys perustuu tähän. Vastaavasti adiabaattisessa laajenemisessa kaasun lämpötila alenee. Jos adiabaattinen prosessi on lisäksi reversiibeli, se ei muuta entropiaa (ΔS(rev.ad.) = 0). Todistus: termodynamiikan perusoppikirjat.

Tarkastellaan nyt seuraavaa kolmivaiheista reversiibeliä ideaalikaasuprosessia:

(1) Ensin 100 K lämpötilassa olevaan kaasuun tuodaan isotermisesti 100 J lämpöä (tässä kaasu laajenee, mutta sen lämpötila pysyy vakiona)

(2) Kaasun annetaan jäähtyä adiabaattisesti laajenemalla 10 K lämpötilaan.

(3) 10 K lämpötilassa olevasta kaasusta poistetaan isotermisesti 20 J lämpöä (tässä kaasu puristuu kasaan, mutta lämpötila pysyy vakiona)

Kaiken kaikkiaan kaasuun on tuotu lämpöä: q = (100 - 20) J = 80 J > 0.

Kaasun entropia on kuitenkin pienentynyt:

ΔS = ΔS(1) + ΔS(2) + ΔS(3) = (100 J)/(100 K) + 0 + (-20 J)/(10 K) = - 1 J/K.

On siis löydetty prosessi, jossa systeemiin tuodaan lämpöä (netto), mutta sen entropia pienenee.

Kohdassa 2 adiabaattisessa laajenemisessa tilavuus kasvaa, joten energiatieheys alenee, tuo vastaa entropian lisääntymistä, koska energia hajaantuu suurempaa tilavuuteen.

Adiabaattisessa laajenemisessa ΔS = n*R*ln(V1/V2) > 0

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Nature kirjoitti:
Nature kirjoitti:
hmk kirjoitti:
JPI kirjoitti:
hmk kirjoitti:
Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?


Esim. jokin kemiallinen reaktio, jossa aineosien reaktio käynnistyy seoksen lämpötilaa nostamalla ja reaktio tuottaa suurimolekyylistä yhdistettä esim. jotakin polymeeriä tms.
???

Joo, ehkä joku tuollainen voisi myös toimia. Itse ajattelin seuraavaa ideaalikaasuprosessia:

Lemma: Kaasun lämpötila kasvaa adiabaattisesti (q = 0) puristettaessa; esim. dieselmoottorin sytytys perustuu tähän. Vastaavasti adiabaattisessa laajenemisessa kaasun lämpötila alenee. Jos adiabaattinen prosessi on lisäksi reversiibeli, se ei muuta entropiaa (ΔS(rev.ad.) = 0). Todistus: termodynamiikan perusoppikirjat.

Tarkastellaan nyt seuraavaa kolmivaiheista reversiibeliä ideaalikaasuprosessia:

(1) Ensin 100 K lämpötilassa olevaan kaasuun tuodaan isotermisesti 100 J lämpöä (tässä kaasu laajenee, mutta sen lämpötila pysyy vakiona)

(2) Kaasun annetaan jäähtyä adiabaattisesti laajenemalla 10 K lämpötilaan.

(3) 10 K lämpötilassa olevasta kaasusta poistetaan isotermisesti 20 J lämpöä (tässä kaasu puristuu kasaan, mutta lämpötila pysyy vakiona)

Kaiken kaikkiaan kaasuun on tuotu lämpöä: q = (100 - 20) J = 80 J > 0.

Kaasun entropia on kuitenkin pienentynyt:

ΔS = ΔS(1) + ΔS(2) + ΔS(3) = (100 J)/(100 K) + 0 + (-20 J)/(10 K) = - 1 J/K.

On siis löydetty prosessi, jossa systeemiin tuodaan lämpöä (netto), mutta sen entropia pienenee.

Kohdassa 2 adiabaattisessa laajenemisessa tilavuus kasvaa, joten energiatieheys alenee, tuo vastaa entropian lisääntymistä, koska energia hajaantuu suurempaa tilavuuteen.

Adiabaattisessa laajenemisessa ΔS = n*R*ln(V1/V2) > 0

Höpsis. ΔS(rev. ad.) = 0, kuten jo aiemmin sanoin.

Jos haluat kommentoida asiaa X, sinun pitäisi ensin opiskella asiaa X. Muuten tuloksena on pelkkää naturellia sitä itseään.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Fizikisto
Seuraa 
Viestejä629

Nature kirjoitti:
Nature kirjoitti:
hmk kirjoitti:
JPI kirjoitti:
hmk kirjoitti:
Täsmennetään tuota edellistä sen verran, että väittämä "lämmön q tuominen (q > 0) suljettuun systeemiin kasvattaa aina systeemin entropiaa" pätee silloin, kun lämpöä tuodaan koko prosessin ajan systeemiin (ts. joka hetki dq > 0).

On kuitenkin mahdollista suunnitella monivaiheinen prosessi, jonka yhdessä vaiheessa systeemiin tuodaan lämpöä (q1 > 0) ja toisessa vaiheessa systeemistä poistetaan lämpöä (q2 < 0) siten, että yhteensä systeemiin tuodaan nollaa suurempi lämpömäärä q > 0 (ts. tuotu lämpö on itseisarvoltaan suurempi kuin poistettu) mutta systeemin entropia kuitenkin kokonaisuudessaan alenee.

Osaako joku perustella tämän?


Esim. jokin kemiallinen reaktio, jossa aineosien reaktio käynnistyy seoksen lämpötilaa nostamalla ja reaktio tuottaa suurimolekyylistä yhdistettä esim. jotakin polymeeriä tms.
???

Joo, ehkä joku tuollainen voisi myös toimia. Itse ajattelin seuraavaa ideaalikaasuprosessia:

Lemma: Kaasun lämpötila kasvaa adiabaattisesti (q = 0) puristettaessa; esim. dieselmoottorin sytytys perustuu tähän. Vastaavasti adiabaattisessa laajenemisessa kaasun lämpötila alenee. Jos adiabaattinen prosessi on lisäksi reversiibeli, se ei muuta entropiaa (ΔS(rev.ad.) = 0). Todistus: termodynamiikan perusoppikirjat.

Tarkastellaan nyt seuraavaa kolmivaiheista reversiibeliä ideaalikaasuprosessia:

(1) Ensin 100 K lämpötilassa olevaan kaasuun tuodaan isotermisesti 100 J lämpöä (tässä kaasu laajenee, mutta sen lämpötila pysyy vakiona)

(2) Kaasun annetaan jäähtyä adiabaattisesti laajenemalla 10 K lämpötilaan.

(3) 10 K lämpötilassa olevasta kaasusta poistetaan isotermisesti 20 J lämpöä (tässä kaasu puristuu kasaan, mutta lämpötila pysyy vakiona)

Kaiken kaikkiaan kaasuun on tuotu lämpöä: q = (100 - 20) J = 80 J > 0.

Kaasun entropia on kuitenkin pienentynyt:

ΔS = ΔS(1) + ΔS(2) + ΔS(3) = (100 J)/(100 K) + 0 + (-20 J)/(10 K) = - 1 J/K.

On siis löydetty prosessi, jossa systeemiin tuodaan lämpöä (netto), mutta sen entropia pienenee.

Kohdassa 2 adiabaattisessa laajenemisessa tilavuus kasvaa, joten energiatieheys alenee, tuo vastaa entropian lisääntymistä, koska energia hajaantuu suurempaa tilavuuteen.

Adiabaattisessa laajenemisessa ΔS = n*R*ln(V1/V2) > 0

Tuo pätee kaasun vapaalle laajenemiselle, joka on irreversiibeli prosessi. Adiabaattiselle reversiibelille prosessille entropia on aina vakio, kuten hmk totesi.

Nature
Seuraa 
Viestejä9336

Kyseessä pitäisi olla kvasistaattinen prosessi jotta entropia olisi vakio, tuo ei ole kvasistaattinen.  Kun kyse on laajenemisesta sisäenergian muuttumatta lienee selvää että entropia ei voi säilyä, koska tilavuus ei voi itsestään pienentyä. Täytyy tarkistaa.

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Nature kirjoitti:
Kyseessä pitäisi olla kvasistaattinen prosessi jotta entropia olisi vakio, tuo ei ole kvasistaattinen.  Kun kyse on laajenemisesta sisäenergian muuttumatta lienee selvää että entropia ei voi säilyä, koska tilavuus ei voi itsestään pienentyä. Täytyy tarkistaa.

Olet ymmärtänyt adiabaattisen prosessin väärin. Sisäenergia voi kyllä muuttua adiabaattisessa prosessissa; ainoastaan q = 0.

Vielä kerran: ΔS(rev. ad.) = 0. Sitä ei naturelli p****njauhanta muuksi muuta.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat