Номер 1, страница 277 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 59. Энтропия. Второй закон термодинамики. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 1, страница 277.

Условие.

1. Приведите примеры самопроизвольных процессов в окружающей жизни, которые сопровождаются увеличением беспорядка. Подсказка. Оцените, например, порядок на вашем рабочем столе.

Решение.

Решение 2.

1. Самопроизвольные процессы, которые сопровождаются увеличением беспорядка, или, говоря научным языком, увеличением энтропии, являются фундаментальным свойством нашего мира, описываемым вторым началом термодинамики. Они происходят без внешнего вмешательства, так как система стремится к наиболее вероятному состоянию, а состояний беспорядка всегда статистически больше, чем состояний порядка. Вот несколько примеров из окружающей жизни:

• Диффузия газов и жидкостей: Если в одном углу комнаты распылить освежитель воздуха, его запах через некоторое время будет ощущаться по всему помещению. Молекулы ароматического вещества самопроизвольно смешиваются с молекулами воздуха, переходя из концентрированного (упорядоченного) состояния в равномерно распределенное по всему объему (неупорядоченное) состояние. Аналогично, капля чернил, добавленная в стакан с водой, со временем окрасит всю воду.
• Растворение веществ: Кристалл соли или сахара в воде — это пример высокой упорядоченности. Атомы или молекулы занимают строго определенные места в кристаллической решетке. При попадании в воду кристалл самопроизвольно растворяется: его частицы покидают решетку и хаотично распределяются в объеме растворителя. Порядок кристаллической структуры сменяется беспорядком раствора.
• Выравнивание температуры: Горячая чашка кофе, оставленная на столе, остывает, а холодный напиток, наоборот, нагревается до комнатной температуры. Тепловая энергия, изначально сконцентрированная в одном объекте (более упорядоченное состояние), самопроизвольно перераспределяется, рассеиваясь в окружающей среде, пока не установится тепловое равновесие. Это приводит к увеличению общей энтропии системы «напиток + комната».
• Беспорядок на рабочем столе или в комнате: Этот пример, предложенный в задаче, отлично иллюстрирует бытовой аспект увеличения энтропии. Поддержание порядка требует постоянных затрат энергии и целенаправленных действий (уборки). Если же систему (комнату, стол) предоставить самой себе, она будет стремиться к беспорядку: вещи будут оказываться не на своих местах, будет скапливаться пыль. Существует лишь несколько способов расположить вещи «правильно» и бесчисленное множество — «неправильно», поэтому система самопроизвольно переходит в одно из многочисленных неупорядоченных состояний.
• Естественное разрушение и старение: Любые созданные человеком или природой сложные структуры со временем разрушаются. Здание ветшает, краска облупляется, металл ржавеет (коррозирует), превращая упорядоченную структуру, например, металлическую решетку железа ($Fe$), в менее упорядоченную смесь оксидов и гидроксидов ($Fe_2O_3 \cdot nH_2O$). Живые организмы после смерти разлагаются на более простые неорганические и органические соединения. Все это — процессы самопроизвольного увеличения беспорядка.

Ответ: Примерами самопроизвольных процессов, сопровождающихся увеличением беспорядка, являются: диффузия (распространение запахов), растворение веществ (сахар в чае), выравнивание температуры (остывание горячего кофе), возникновение беспорядка в комнате или на столе без уборки, процессы старения и разрушения (ржавление металла, гниение).