Entropi av fusion

Inom termodynamik är fusionsentropin ökningen av entropi när en fast substans smälts . Detta är nästan alltid positivt eftersom graden av oordning ökar i övergången från ett organiserat kristallint fast ämne till en vätskas oorganiserade struktur ; det enda kända undantaget är helium . Den betecknas som $\Delta S_{\text{fus}}$ och uttrycks normalt i joule per mol - kelvin , J/(mol·K).

En naturlig process som en fasövergång kommer att inträffa när den associerade förändringen i Gibbs fria energi är negativ.

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

där $\Delta H_{\text{fus}}$ är fusionsentalpin . Eftersom detta är en termodynamisk ekvation hänvisar symbolen ${\displaystyle T} till den absoluta$ termodynamiska temperaturen , mätt i kelvin (K).

Jämvikt uppstår när temperaturen är lika med smältpunkten T $\displaystyle T=T_{f}}$ så att

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

och fusionsentropin är fusionsvärmet dividerat med smältpunkten:

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

Helium

Helium-3 har en negativ fusionsentropi vid temperaturer under 0,3 K. Helium-4 har också en mycket svagt negativ fusionsentropi under 0,8 K. Detta innebär att, vid lämpliga konstanta tryck, dessa ämnen fryser med tillsats av värme.

Se även

• Entropi av förångning

Anteckningar

•   Atkins, Peter; Jones, Loretta (2008), Chemical Principles: The Quest for Insight (4:e upplagan), WH Freeman and Company, sid. 236, ISBN 978-0-7167-7355-9
•   Ott, J. Bevan; Boerio-Goates, Juliana (2000), Chemical Thermodynamics: Advanced Applications , Academic Press, ISBN 0-12-530985-6