Ero entalpian ja entropian välillä

avainero entalpian ja entropian välillä on se entalpia on jatkuvassa paineessa tapahtuvaa lämmönsiirtoa, kun taas entropia antaa kuvan järjestelmän satunnaisuudesta.

Kemian opiskelua varten jaamme maailmankaikkeuden kahteen osaksi systeeminä ja sitä ympäröivänä. Milloin tahansa osa, jota aiomme tutkia, on järjestelmä, ja loput ympäröivät. Entalpia ja entropia ovat kaksi termiä, jotka kuvaavat järjestelmässä ja sen ympäristössä tapahtuvia reaktioita. Sekä entalpia että entropia ovat termodynaamisia tilafunktioita.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on entalpia
3. Mikä on entropia
4. Vertailu rinnakkain - entalpia vs. entropia taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on Enthalpy?

Kun reaktio tapahtuu, se voi absorboida tai kehittää lämpöä, ja jos suoritamme reaktion vakiopaineessa, kutsumme sitä reaktion entalpiaksi. Emme kuitenkaan voi mitata molekyylien entalpiaa. Siksi meidän on mitattava entalpian muutos reaktion aikana. Voimme saada entalpian muutoksen (∆H) reaktiolle tietyssä lämpötilassa ja paineessa vähentämällä reagenssien entalpiaa tuotteiden entalpiasta. Jos tämä arvo on negatiivinen, niin reaktio on eksoterminen. Jos arvo on positiivinen, niin reaktio on endoterminen.

Kuva 01: Entalpian muutoksen ja vaihemuutoksen välinen suhde

Entalpian muutos minkä tahansa reagenssiparin ja tuotteen välillä on riippumaton niiden välisestä reitistä. Lisäksi entalpian muutos riippuu reagenssien vaiheesta. Esimerkiksi kun happi ja vetykaasut reagoivat tuottamaan vesihöyryä, entalpian muutos on -483,7 kJ. Kuitenkin kun samat reagenssit reagoivat tuottamaan nestemäistä vettä, entalpian muutos on -571,5 kJ.

2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (g); 'H = -483,7 kJ

2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (l); 'H = -571,7 kJ

Mikä on entropia?

Jotkut asiat tapahtuvat spontaanisti, toiset eivät. Esimerkiksi lämpö virtaa kuumasta ruumista viileämpään, mutta emme voi havaita päinvastaista, vaikka se ei riko energian säilyttämistä koskevaa sääntöä. Kun muutos tapahtuu, kokonaisenergia pysyy vakiona, mutta jakaantuu eri tavalla. Voimme määrittää muutoksen suunnan energian jakautumisella. Muutos on spontaani, jos se johtaa suurempaan satunnaisuuteen ja kaaokseen koko maailmankaikkeudessa. Voimme mitata kaaoksen, sattumanvaraisuuden tai energian hajaantumisen tilafunktiolla; me kutsumme sitä entroopiaksi.

Kuva 02: Kaavio, joka näyttää muutoksen entropiassa lämmönsiirrolla

Termodynamiikan toinen laki liittyy entropiaan, ja siinä sanotaan, että "maailmankaikkeuden entropia kasvaa spontaanissa prosessissa". Entroopia ja tuotetun lämmön määrä liittyvät toisiinsa sen mukaan, missä määrin järjestelmä käytti energiaa. Itse asiassa tietyn määrän lämpöä q aiheuttaman entropian muutoksen tai ylimääräisen häiriön määrä riippuu lämpötilasta. Jos se on jo hyvin kuuma, vähän ylimääräistä lämpöä ei aiheuta paljon enemmän häiriöitä, mutta jos lämpötila on hyvin matala, sama lämpötila lisää häiriöitä dramaattisesti. Siksi voimme kirjoittaa sen seuraavasti: (missä ds muuttuu entropiassa, dq muuttuu lämmössä ja T on lämpötila.

ds = dq / T

Mikä on ero entalpian ja entropian välillä?

Entalpia ja entropia ovat kaksi toisiinsa liittyvää termiä termodynamiikassa. Keskeinen ero entalpian ja entropian välillä on, että entalpia on lämmönsiirto tapahtuu vakiona paineessa, kun taas entropia antaa kuvan järjestelmän satunnaisuudesta. Lisäksi entalpia liittyy termodynamiikan ensimmäiseen lakiin, kun taas entropia liittyy termodynamiikan toiseen lakiin. Toinen tärkeä ero entalpian ja entropian välillä on se, että voimme käyttää entalpiaa mittaamaan järjestelmän energian muutosta reaktion jälkeen, kun taas entropiaa voidaan käyttää järjestelmän häiriöasteen mittaamiseen reaktion jälkeen.

Yhteenveto - Entalpia vs. entroopia

Entalpia ja entropia ovat termodynaamisia termejä, joita käytämme usein kemiallisissa reaktioissa. Keskeinen ero entalpian ja entropian välillä on, että entalpia on lämmönsiirto tapahtuu vakiona paineessa, kun taas entropia antaa kuvan järjestelmän satunnaisuudesta..

Viite:

1. Libretekstit. ”Entalpia.” Chemistry LibreTexts, Kansallinen tiedesäätiö, 26. marraskuuta 2018. Saatavilla täältä  
2. Drake, Gordon W.F. "Haje." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 7. kesäkuuta 2018. Saatavilla täältä   

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”Vaihe - fi” Lähettäjä F l a n k e r, penubag - Oma työ, (Public Domain) Commons Wikimedian kautta  
2. ”Entropia kuuma kylmäksi”, kirjoittanut Ibrahim Dincer ja Yunus A. Cengel - Entropy 2001, 3 (3), 116–149; doi: 10.3390 / e3030116 http://www.mdpi.com/1099-4300/3/3/116, (CC BY 3.0) Commons Wikimedian kautta