Музей форума дьякона Кураева (1999 - 2006)

Мне невероятно надоел периодически всплывающий аргумент анти-дарвинистов о том, что якобы возникновение жизни несовместимо с 2-м началом термодинамики, потому что якобы энтропия (степень беспорядка) продуктов химической реакции всегда больше чем энтропия реагентов, т.е. из менее упорядоченных веществ якобы не могут самопроизвольно образовываться более упорядоченные.Я решил наглядно рассчитать энтропию какой-нибудь реакции, в которой из простых неорганических веществ самопроизвольно, при комнатной температуре и нормальном давлении, образуется более сложное органическое, причем энтропия (степень беспорядка) продуктов реакции меньше, чем энтропия реагентов.Примером такой реакции является образование жидкого метанола из угарного газа и водорода: CO + 2 H2 - - > CH3OH. Реакция самопроизвольно протекает при комнатной температуре. Для расчета изменения энтропии возьмем стандартную энтропию образования CO, H2 и CH3OH из справочника или учебника, например Kotz & Treichel, Chemistry and Chemical Reactivity.S0 CO при 298.15 кельвинов и нормальном атмосферном давлении: 197.674 джоулей на кельвин на моль, S0 H2: 130.7 J/K*mol, S0 CH3OH (в жидком состоянии при комнатной температуре): 127.19 J/K*mol.Разница между энтропией продукта реации и реагентов:127.19 – (197.674 + 2*130.7) = -331.884 J/K*mol.Необходимо умножить S0 H2 на 2 из-за стохиометрического коэффициента. Так вот, господа, как вы видите, изменение энтропии (степень беспорядка) отрицательно, т.е. продукты этой самопроизвольной реакции более упорядочены.Теперь вы спросите: а как же это, энтропия же всегда увеличивается?Кто вам сказал такую чушь, господа, что энтропия всегда увеличивается? А, 2-е начало термодинамики? Ха, так по второму началу термодинамики энтропия ВСЕЛЕННОЙ всегда увеличивается. Про то, что случится с энтропией в одной отдельно взятой пробирке или на одной отдельно взятой планете - 2-е начало термодинамики молчит.Для того, чтобы понять, что же случилось с энтропией вселенной, нужно вспомнить о другой функции состояния – энтальпии. Изменение энтальпии системы соответствует прибыванию в систему теплоты или убыванию теплоты из системы при постоянном давлении. Стандартная энтальпия формирования тоже приведена в учебнике (Kotz & Treichel, Chemistry and Chemical Reactivity): deltaH0f CO: –110.525 килоджоулей на моль (обращаю внимание, что энтальпия приводится в килоджоулях, в то время как энтропия в джоулях на кельвин). Delta H0f H2 равна нулю по определению стандартной энтальпии (элементарное вещество в стандартном состоянии). Delta H0f CH3OH в жидком состоянии: -238.4 kJ/mol.Видно, что изменение энтальпии в процессе реакции равно–238.4 – (-110.525) = -127.875 kJ/molОбратите внимание, что изменение энтальпии системы отрицательно, т.е. в процессе реакции выделяется тепло. Это тепло, выделившееся в окружение системы, увеличивает энтропию окружения наDelta S окружения = -deltaH0/T = -(-127.875*10^3 J/mol / 298.15K) = 428.89 J/K*molТеперь мы видим, что суммарная энтропия ВСЕЛЕННОЙ действительно увеличилась на Delta S системы + delta S окружения = -331.884 J/K*mol + 428.89 J/K*mol = 97.011 J/K*molТак что 2-е начало термодинамики конечно же соблюдается, что не мешает самопроизвольному возникновению упорядоченных структур с меньшей энтропией, чем энтропия исходных веществ. Что и требовалось доказать.