Энтропия термоядерного синтеза

В термодинамике энтропия плавления — это увеличение энтропии при плавлении вещества твердого . Это почти всегда положительно, так как степень беспорядка увеличивается при переходе от организованного кристаллического твердого тела к неорганизованной структуре жидкости ; единственное известное исключение — гелий . Он обозначается как $\Delta S_{\text{fus}}$ и обычно выражается в джоулях на моль – кельвин , Дж/(моль·К).

Естественный процесс, такой как фазовый переход, произойдет, когда связанное с ним изменение свободной энергии Гиббса будет отрицательным.

$\Delta G_{\text{fus}}=\Delta H_{\text{fus}}-T\times \Delta S_{\text{fus}}<0,$

где ⁠ $\Delta H_{\text{fus}}$⁠ — энтальпия плавления .Поскольку это термодинамическое уравнение, символ ⁠ $T$⁠ относится к абсолютной термодинамической температуре , измеряемой в кельвинах (К).

Равновесие наступает, когда температура равна температуре плавления. $T=T_{f}$ так что

$\Delta G_{\text{fus}}=\Delta H_{\text{fus}}-T_{f}\times \Delta S_{\text{fus}}=0,$

а энтропия плавления равна теплоте плавления, деленной на температуру плавления:

$\Delta S_{\text{fus}}={\frac {\Delta H_{\text{fus}}}{T_{f}}}$

Гелий

Гелий-3 имеет отрицательную энтропию плавления при температуре ниже 0,3 К. Гелий-4 также имеет очень незначительно отрицательную энтропию плавления ниже 0,8 К. Это означает, что при соответствующем постоянном давлении эти вещества замерзают с добавлением тепла.

См. также

• Энтропия испарения

Ссылки

• Аткинс, Питер; Джонс, Лоретта (2008), Химические принципы: поиски понимания (4-е изд.), WH Freeman and Company, стр. 236, ISBN  978-0-7167-7355-9
• Отт, Дж. Беван; Боэрио-Гоутс, Джулиана (2000), Химическая термодинамика: перспективные приложения , Academic Press, ISBN  0-12-530985-6