化學原理啟迪243
The Effect of Temperature on Spontaneity
1. 【例題】冶煉銻,會依據礦物的組成元素,採用不同的反應技術,還原純金屬「銻」。舉例來說,鐵用來還原銻硫化物的礦物
Sb2S3(s)+3Fe(s)→2Sb(s)+3FeS(s) ΔH=-125kJ
碳用來還原銻氧化物的礦物
Sb4O6(s) +6C(s) →4Sb(s) +6CO(g) ΔH=778kJ
計算25℃與1atm下這些反應的周遭亂度變化ΔSsurr。
2. 【解題】我們利用公式計算周遭亂度
ΔSsurr=-ΔH/T
3. 25℃換算成絕對溫度 T=25+273=298K
4. 硫化物銻礦的反應,造成周遭的亂度變化是
ΔSsurr=-(-125kJ)/298K=0.419kJ/K=419J/K
特別留意,如同我們所預期的,因為反應是散熱,熱會流到周遭,會增加周遭原子或分子的隨機運動,所以周遭的亂度變化是正數。
5. 氧化物銻礦的反應,造成周遭的亂度變化是
ΔSsurr=-7785kJ/298=-2.61kJ/K=-2.61×103J/K
這個反應(吸熱)中,周遭的亂度變化是負數,因為能量從周遭流到系統。
6. 我們已經知道,自發性反應程序能不能發生,取決於這個反應的「宇宙亂度改變」情形。我們也知道,「宇宙亂度變化ΔSuniv」由二部分組成「系統亂度變化ΔSsys」和「周遭亂度變化ΔSsurr」。
7. 如果一個反應過程不論是「系統亂度變化ΔSsys」或「周遭亂度變化ΔSsurr」都是正的數值,那麼「宇宙亂度變化ΔSuniv」也是正的數值,整個反應程序是自發性的。
8. 如果「系統亂度變化ΔSsys」與「周遭亂度變化ΔSsurr」都是負的,這個反應程序不會自發性地產生,但是相反方向的逆反應是自發性的。
9. 如果「系統亂度變化ΔSsys」和「周遭亂度變化ΔSsurr」一正一負,彼此相反,會不會產生自發性全看哪一個亂度變化比較大。
系統亂度變化ΔSsys和周遭亂度變化ΔSsurr決定宇宙亂度變化的正負號
亂度改變的符號 | 反應程序會自發性產生嗎? | ||
ΔSsys | ΔSsurr | ΔSuniv | |
+ | + | + | 會 |
- | - | - | 不會(逆反應才會自發性進行) |
+ | - | ? | 如果系統亂度變化ΔSsys數值大於周遭亂度變化ΔSsurr,就會發生。 |
- | + | ? | 如果周遭亂度變化ΔSsurr數值大於系統亂度變化ΔSsys,就會發生。 |
10. 我們現在知道為什麼自發性反應經常取決於溫度,也知道為什麼溫度低於0℃時,水會自發性地結冰;溫度高於℃時,冰會自發性地融解。
11. 「周遭亂度變化ΔSsurr」是溫度倚賴的數值(意思是,周遭亂度變化的大小,深深受到溫度的影響),因為在固定壓力下
ΔSsurr=-ΔH/T
周遭亂度變化明顯隨著溫度而改變。
12. 在高溫下周遭亂度變化數值非常小,如果溫度下降周遭亂度變化就會增加。這個現象對散熱反應尤其重要,低溫變成散熱反應的驅動力量。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
徐弘毅:
1. 銻礦有二種:硫銻礦Sb2S3與氧銻礦Sb4O6。它們的提煉方法不同,對周遭環境的影響也不同,需要的能量也不同。
2. 用鐵提煉含硫的銻礦,反應過程會釋放熱能,每莫耳物質釋放熱含量ΔH=-125kJ,這代表進行這個反應需要的能量比較少,並且反應會增加周遭的亂度ΔSsurr=419J/K,提煉過程必須注意散熱、降溫的問題。
3. 用碳提煉含氧的銻礦,反應過程會吸收熱能,每莫耳物質吸收熱含量ΔH=778kJ,這代表進行這個反應需要耗費的能量比較多,但是反應會減少周圍環境的亂度、降低環境的溫度 ΔSsurr=-2.61×103J/K,提煉過程比較少設備過熱、需要降溫的問題。
4. 提煉金屬,必須依據礦物的組成成分不同,用不同的物質進行還原、提供不同的能量、設計恰當散熱能力的設備。人類社會,對於人才訓練也要因材施教。
5. 《論語‧雍也》孔大師說:對學問的追求,天生聰明有智慧的人,不如喜好知識的人,喜好知識的人不如,對求學樂在其中的人。
6. 這世上對知識與修養的追求,有三種人生「態度」,平民如果想要成功,必須深刻了解自己的人生態度,只有不計名利、欲望的人,才能在辛苦的求學過程中,樂在其中,這樣才能持續保持前進的動力。
7. 孔大師說:每一個人的資質不同,中等程度的人,可以告訴他比較深的理論,中等以下資質的人,就不要作過高的要求。
8. 不管是老師或組織的領導人,都應該要了解所有的人的資質都不同、專長都不同,要因材施教,才能夠讓所有的人持續地進步。
9. 一個知識份子最重要的任務,就是要幫助社會大眾在知識上不斷地進步。年輕學者樊遲就問:那麼,怎麼做是有「智慧」?
10. 孔大師說:公平正義地處理人民的社會事務;對於迷信或無法理性認知的事情,要尊重、不要輕易判斷,這樣子可以說是有智慧。
11. 樊遲接著問:那麼,我怎麼做才能抓到這裡頭的「重點」呢?
12. 孔大師說:知道重點的人,他會先思考處理複雜的部分,接下來的事情就容易處理了,這樣的人就可說是抓到重點了。
13. 領導人首先一定要「理性」為優先,領導人不理性,百姓就跟著不理性,領導人模糊不清、弄不懂的事情,下面就沒有人弄得懂。恢宏大度的領導人,一定要先思考解決大的架構、大的問題,才會有好的收穫。
14. 孔大師接著說:有智慧的人,個性像水一樣;能夠掌握做人核心的人,個性像山一樣。智慧的人活潑好動,掌握核心的人安靜沉穩。智慧的人靈活、多元、樂觀;掌握核心的人,影響力長久。
15. 孔大師認為:齊國應該變一變,變成像魯國那樣子,魯國也應該變一變,要發展各種學術理論。孔大師說:固執不變,會愈來愈失去生命力。
16. 齊國是姜太公的封地,姜太公幫助周武王統一天下,姜太公必定是足智多謀的人,所以,齊國的文化也是足智多謀;因此齊國經濟發展順利,靠海,有漁鹽之利,再經過管仲的建設,讓齊國的經濟更發達,有如美國、紐約;齊國像水,有靈活智慧的頭腦才能夠把經濟做好。
17. 魯國是周公的封地,周公制禮作樂,發展法制文化,魯國保留了周朝文化,注重憲法、文化,所以魯國像山,社會秩序穩定。齊國如果要更進一步發展,應該學習魯國的法律、文化;魯國要再提升,就應該努力研究各種學術,提升文化水準。
18. 台灣的大學,所用的教科書98%都是西方文化,因此可以說中國文化對台灣的重要性不到2%。事實上中國文化也是蠻多元的,孔孟思想只是其中之一,而且是屬於次文化或小眾文化,因為歷史上中國的權貴階級絕大部分都做不到,只會唱高調,相當虛偽。
19. 台灣的國民黨權貴階級也沒有一個人做得到孔孟思想,例如馬英九就是以「不守信用、政見跳票」出名,與孔子的信仰背道而馳,是十足的偽君子。馬政府也主張「全民拚經濟」,造成「上下交征利」,完全違背孟子思想。
20. 台灣的光電產業發達,所應用的基礎理論都不是中國文化,而是愛因斯坦的理論;台灣人可以說把愛因斯坦的文化發揚光大,是標準的愛因斯坦思想繼承人。文化無國界,誰徹底實踐發揮,他就是繼承人;台灣如果有人的「言行」都完全符合耶穌的思想,他就是耶穌的繼承人。
21. 賓士汽車全體員工對於學術、專業守信用的程度,遠遠超過裕隆汽車集團,因此賓士汽車的價值遠遠高過裕隆所生產的汽車。從結果可以判斷,賓士汽車全體員工比較符合孔孟思想,裕隆汽車的全體員工比較不符合孔孟思想,比較不守信用。
22. 誰比較守信用,誰的思想就比較接近孔子。德國總理梅克爾守信用的程度比較嚴謹,還是馬英九?從馬英九六三三的政見跳票可以推測,孔子的繼承人是梅克爾,絕對不是馬英九,因為梅克爾說要救希臘,果然救成功。
23. 馬英九會不守信用成習慣,最主要的原因應該是他的家長與老師沒有對他「因材施教」,讓他養成了壞習慣。
24. 德國曾經發生納粹屠殺猶太人,對這一群失控的人,如何因材施教?德國推動「轉型正義」,把納粹時期所有踐踏人權的共犯,一一繩之以法。
25. 台灣也曾經發生二二八大屠殺以及蔣經國所推動的白色恐怖,專門踐踏人權,違背《世界人權宣言》,但是扁政府與馬政府都沒有對當時踐踏人權的共犯「因材施教」,所以導致現在的司法與軍公教體系骯髒不堪、雙重標準、互相包庇、被政黨包養。這也顯示出台灣的政治權貴完全不懂得孔子的「因材施教」的思想,德國人反而比較懂。
26. 希臘的軍公教待遇太好,退休金太高,造成國家嚴重財政負擔,導致快要破產,所以德國「因材施教」,要求希臘對軍公教減薪;台灣如果用國際的標準判斷,國債超過十三兆,跟希臘一樣危險,主因也是馬政府不斷地對軍公教加薪,優待退休的軍公教;這是一種剝削平民百姓來圖利選票群眾的後果,孔子會像李述德那樣幹嗎?
27. 自從中央研究院院士朱敬一進入馬團隊以後,台灣的貧富差距持續加大,租稅仍然不公平,國民黨的黨產也沒有歸還給國家,朱敬一的品德與社會正義感,跟孔孟思想何干?
參考資料:孟子啟迪34 雖千萬人吾往矣