熱力学第２法則・エントロピ

「熱力学の第二法則をエントロピを用い、鉄の酸化反応を例にして説明せよ。」


エントロピがうまく理解できていません。

反応がかたよらない（平衡）→可逆→⊿Ｓ＝０
自発的反応仮定（非平衡）→不可逆→⊿Ｓ＞０

とはどういう事でしょうか？上の問題と合わせて解説お願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： rnakamra 回答日時： 2012/02/06 10:57

エントロピーを考える上で重要なのが、系全体で考える必要があるということ。

鉄の酸化、というと鉄とそれとくっつく酸素だけが問題のような気がするが実は違う。
鉄が酸化する反応は発熱反応であり、発生した熱は最終的には外に逃げてしまう。
この熱が逃げる際にもエントロピーが変化している。
熱が拡散するということそれ自体がエントロピーの増大を意味します。

この回答へのお礼

なるほど！！ありがとうございました！

お礼日時：2012/02/06 21:55

No.2 回答者： sphenis 回答日時： 2012/02/05 23:02

エントロピー、乱雑さですね。

無秩序さ、ランダムさ、あるいは均一さという言い方もできると思います。

ビンの中の水に１滴のインクを垂らすと、インクはビンの水全体にどんどん広がっていきます。
垂らした直後、つまりインクが水の中の一区画に固まっている状態と、インクが均一に広がった状態、どちらの方がより『ランダム』かというと、当然後者の方です。
つまり、水に垂らしたインクはエントロピーが増大するように振る舞うわけです。

同じ様に、反応が自発的に起こる場合、エントロピーは常に増大します。

平衡であるということは、反応は可逆、つまり、化学反応式を書くと左辺→右辺の変化も右辺→左辺の変化も同様に起こり得るということです。
これは、左辺と右辺でのエネルギー差が少ないからです(多分)。
平衡の時はエネルギー変化はありませんから、エントロピーは増えも減りもしません。
⊿S=0です。

自発的な反応、つまりエントロピーが増大(⊿S＞0)する反応は、一方向へは自発的に進みますが、逆に言うと反対方向へは自発的には進もうとしないということになります。
反応が一方通行なので、非平衡です。


こんな感じでどうでしょうか？
物理が専門ではないので、説明がおかしい所があるかもしれませんが…。

No.1 回答者： notnot 回答日時： 2012/02/05 18:17

授業でやっても理解できなかった物を、漠然とこういうサイトで聞いて理解できるようになるとは思えません。

もうすこしピンポイントで、どのあたりが理解できないのか書いてください。

この回答への補足

とりあえず、⊿S=q/T　という事は平衡状態（ｑ＝０）のとき⊿Ｓ＝０で、吸熱反応（ｑ＞０）の時⊿Ｓ＞０。

だと思うんですが、発熱の時はｑ＜０なので⊿Ｓ＜０なのでは？

また、非平衡→不可逆とはどういうことでしょう？

補足日時：2012/02/05 18:33