Overtreding 2e wet

[carbon]

In mijn boek van thermodynamica (Schroeder) wordt als voorbeeld de chemische reactie van een batterij gegeven (details zijn niet echt van belang, voor de geïnteresseerden: p. 154)

Er komt 394 kJ aan maximaal (elektrische) arbeid vrij (delta G = -394 kJ) en er komt maximaal 316 kJ vrij uit de chemische reactie zelf (delta H = -316 kJ). Er wordt dus meer arbeid verricht dan er energie vrij komt. Maar dat wordt opgelost door op te merken dat delta G = delta H - T(delta S). Delta S = 260J/K en als je als T = 298 K neemt, krijg je mooi dat -T(delta S) = -78 kJ zodat alles inderdaad uitkomt. Maar wat betekent dit nu? De tekst beschrijft dat er gedurende het proces warmte uit de omgeving komt en dit besteed wordt aan arbeid. Dus de entropie neemt die warmte met zich mee? (Q = TdS, idealiter) Maar wordt dan niet heel die warmte-overdracht Q omgezet in elektrische arbeid W (want niets blijft achter)? Dat is toch in directe tegenspraak met de 2e hoofdwet van de thermodynamica?

Waarschijnlijk zie ik die term -T(delta S) verkeerd in het spel komen. Hoe uit die zich fysisch (en hoe is dat niet in tegenspraak met de tweede hoofdwet)?

Dank u vriendelijk,

Carbon

[Espoleus]

De tweede wet van de thermodynamica geldt voor cyclische processen en volgens mij is de denkfout hier is dat jij een batterij ziet als een thermodynamische cyclus. In een batterij is het niet zo dat je van een begintoestand weer terug komt in dezelfde toestand (thermodynamische cyclus) omdat de batterij op een duur op raakt (redox reactie). Dus de warmte die de batterij opneemt kan prima volledig omgezet worden, lijkt me (er is namelijk geen sprake van rendement want er is geen cyclus als je de batterij als het systeem beschouwt)

TdS betekent in de vergelijking voor de gibbs-energie en over het algemeen dat een verhoging van temperatuur ook zorgt voor een grotere toename van wanorde in een systeem (temperatuur) als je de volledige gibbs vergelijking in woorden verklaart: De vrije energie wordt bepaalt door dat alle systemen streven naar een zo laag mogelijke energie inhoud (enthalpie uitdrukking) maar er kan ook sprake zijn van een spontane endotherme reactie (spontane reacties gebeuren alleen bij dG <0 ) en dit wordt verklaart doordat de opgenomen warmte de entropie verhoogt en dus een reactie nog steeds kan blijven verlopen.