標準熵

根據熱力學第三定律，絕對零度（0K）時，任何純物質完美晶體的熵值為零，即S_m（完美晶體，0K）=0。既然能確定S_m（完美晶體，0K）=0，則就由可能求得該物質在其他狀態下的熵，也就是該物質的規定熵。在標準壓力及溫度下，純物質的規定熵稱為該物質在T時的標準熵，符號為S^Θ（T）。而溫度T下，1mol純物質的標準熵稱為該物質在T時的標準摩爾熵，符號為S^Θ_m（T），單位為J·mol^-1·k^-1或kJ·mol^-1·k^-1。

基本介紹

• 中文名：標準熵
• 外文名：standard entropy
• 表示符號：SΘ（T）

簡介

熱力學第三定律強調了純物質及完美的晶體的限制。這是因為，如果物質不純，混在該物質中的雜質會使整個系統混亂度增加，從而使物質的熵值增加。而完美晶體則是指晶體中質點的排列只有一種方式。某些物質的晶體中可能會存在質點的幾種排列方式（無序排列），這樣的無序排列同樣會加大系統混亂度，從而使熵值增加，導致在0K時這種晶體的熵值不為零。

例如CO在→0K就不是完美的晶體，因為CO分子的取向有兩種可能：COCOCO···和CO-COOC。其他分子如NO、N₂O等也是如此。此外，如玻璃體、固熔體以及其他保持無序結構的晶體等也不是完美晶體，它們在0K時的標準熵也不為零。

標準熵變

熵為狀態函式，系統改變時的熵變Δ_rS，只與始態和終態有關，而與變化的途徑無關。套用標準熵S^Θ的數據可以計算化學反應的標準熵變，以Δ_rS^Θ表示。

對於某一化學反應：

aA+bB→gG+dD

在298.15K時，反應的標準熵變等於生成物標準熵的總和減去反應物標準熵的總和，即

Δ_rS^Θ=gS^Θ（G）+dS^Θ（D）-aS^Θ（A）-bS^Θ（B）。

規律

由物質的標準熵定義，可以得到下面的一些規律：

1、對於同一物質而言，，氣態時的熵大於液態時的，而液態時的熵又大於固態時的，即S(g)>S(l)>S(s)。

2、同一物質在相同聚集狀態時，其熵值隨溫度的升高而增大，即S_高溫>S_低溫。

3、一般來說，在溫度和聚集狀態相同時，分子或晶體結構較為複雜的物質大於分子或晶體結構簡單的物質，即S_複雜分子>S_簡單分子。

4、混合物或溶液的熵值往往要比相應的純物質的熵值大，即S_混合物>S_純物質。
利用這些規律，可以得出一條定性判斷過程熵變的有用規律，對於物理或化學變化而言，幾乎沒有例外，一個導致氣體分子數增加的過程，反應的熵值增加，即ΔS>0。如果氣體分子數減少，則ΔS<0。

如以下反應ΔS均為正值：

CaCO₃（s）→CaO（s）+CO₂（g）

C（石墨）+1/2O₂（g）→CO（g）