Re: 亂度的問題
※ 引述《childisher (小賊)》之銘言：
: 1.水在25度C時會蒸發（事實）
: 自由能看起來好像應該是負值（趨向自發）
: 可是實際上卻是正值
: 為什麼呢？？
什麼東西的自由能？
判斷某一過程是否自發的確是要看自由能
可是要看的是系統自由能的變化的正負
而非"自由能"
(自由能一詞的意義在於系統可以用來作功的能，在自發過程中只減少不增加)
你的系統是考慮液態的水的話
那等於是在等溫條件下與環境交換粒子
粒子的(淨)流動要看兩處的化學勢(chemical potential, 通常用 μ表示)是否有差異
粒子將由化學勢高處往化學勢低處"擴散"
在這個情況外界環境的氣態水化學勢可視為不變
只要溼度不是 100% 那麼環境的氣態水化學勢永遠小於系統
所以液態水會持續蒸發
(我這裡少考慮的水從液態到氣態的相變...不過無妨於這個問題)
: 2.還有系統亂度增加（吸熱時）
: 環境不是一定會放熱嗎？（亂度減少）
沒錯
: 這樣課本怎麼會有兩個亂度同時增加 或是同時減少的例子呢？？
沒可能同時增加或減少的，除非你是上帝...
在一個過程中，你必須指明熱"流動"的方向
要嘛他就沒有(淨)流動，要嘛就從溫度高的往溫度低的流
: 還是說系統跟環境會同時放熱 同時吸熱？！
一邊放一邊就要吸阿~
同樣溫度的兩個系統吸收同樣多的熱，他們的亂度增加的量相同
當熱量從溫度高處(ex.環境)往溫度低處(ex.系統)"流動"時
環境所減少的亂度會比系統增加的亂度少
也就是說總體而言整個宇宙的亂度增加了...
換個方式說...
熱力學第二定律是在說熱不可能"自發地"從溫度低處"流至"溫度高處
(請注意我都把"流"字特別標明，因為這個講法很不好...)
: 3.還有化學反應為什麼"只考慮系統"的亂度增加與否來判斷是否自發？
: 像是N2 + 3 H2 -> 2 NH3 左邊四個右邊兩個
: 所以"系統"的亂度<0不自發
: （物理變化要討論universe的亂度 可化學變化只討論系統的？？）
要說 Gibbs 最偉大成就的其中之一
就是有個 potential energy 叫做 Gibbs Free Energy
看這個 potential energy 的變化就知道某個過程會不會自發
而原本熱力學第二定律說的是自發過程只會讓全宇宙的亂度升高
原本我們需要考慮整個宇宙的亂度問題
變成只要考慮系統本身的一個量
這給了我們很大的方便！
你寫了一個化學反應式
但是光這個式子並不能讓我們確認你在說的是怎麼樣的一個過程
我知道的只是系統現在有兩種化學成分
系統的其他狀態函數...壓力、體積、溫度等等我全然不知
這樣是不能得知此反應是否自發
例如說哈柏法製氨...高溫高壓下加上觸媒
這個反應的確會自發的！
我想你的題目應該還有註明系統的狀態
(ex. N2(g) + 3 H2(g)... 300k, 1 atm ...etc)
要不然無法得知他是否自發
: 4.以前老師不是說 系統趨向於低能量嗎？（低位能？）
: 宇宙的能量固定 所以表示環境趨向高能量？？
: 那表示一個系統要將能量放出去才合理
: 放熱的亂度變化是負值（亂度變小）
: 可是既然趨向如此 不是應該亂度趨向於變大嗎？？
能量有兩種 (不是金字塔能量水的好能量跟壞能量啦...orz)
一種可以拿來作功，而另一種不能
很遺憾的是前者在整個宇宙中只會變少不會變多
而能量守恆則告訴你後者只會變多不會變少
系統若具有很多自由能(前一種能量)
那他很可能會自發性地以各種方式把自由能拿去作功
但是若要把這些自由能補充回系統中的話...
你一定要耗費比這些自由能更多量的總能量
也就是其中有一部分變成後一種沒用的能量了
回到你的問題的話...就是說...
系統的確趨向低能量
但是他趨近的方法會讓宇宙中的第一種能量變少(或者頂多不變)
宇宙有能量守恆，所以並不是說他就會變的"高能量"起來
而是系統給他的能量有一部分再也沒辦法變成"有效傳遞的能量"
你後半段的問題請參考我第一個問題的回答
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你問的很不錯阿^^
不過熱力學本來就不是人類如我可以搞懂的...XD
所以...加油吧~
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