Wärmekapazität und Entropie sind zwei Seiten derselben Medaille. Sie sind eng verwandte wissenschaftliche Konzepte, die voneinander abhängig sind und in Beziehung zueinander untersucht werden können.
Die Wärmekapazität ist ein messbares Konzept, während die Entropie abstrakter ist.
Key Take Away
- Die Wärmekapazität stellt die Wärme dar, die erforderlich ist, um die Temperatur einer Substanz um ein Grad zu ändern, während die Entropie die Unordnung oder Zufälligkeit in einem System misst.
- Die Wärmekapazität ist eine umfangreiche, von der Stoffmenge abhängige Größe, während die Entropie eine vom aktuellen Zustand des Systems abhängige Zustandsfunktion ist.
- Sowohl die Wärmekapazität als auch die Entropie spielen eine entscheidende Rolle beim Verständnis der Thermodynamik und der Vorhersage der Ergebnisse wärmebezogener Prozesse.
Wärmekapazität vs. Entropie
Wärmekapazität ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Stoffes um ein Grad Celsius oder Kelvin zu erhöhen. Entropie ist ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems, definiert als die Menge an Wärmeenergie, die nicht in nützliche Arbeit umgewandelt werden kann, wenn das System das thermische Gleichgewicht erreicht.
Die Wärmekapazität bezieht sich auf die physikalische Eigenschaft von Materie, die der Wärmemenge zugeschrieben wird, die einem Objekt zugeführt wird, was ferner zu einem Unterschied in der Temperatur des Objekts um eine Einheit führt.
Die Wärmekapazität wird auch als thermische Kapazität bezeichnet. Joule pro Kelvin, üblicherweise als J/K geschrieben, wird als offizielles SI-Maß für die Wärme- oder thermische Kapazität angesehen.
Entropie ist definiert als eine thermodynamische Größe, die verwendet wird, um die Menge an thermischer Energie eines bestimmten Systems darzustellen, die nicht in produktive Arbeit umgewandelt werden kann.
Es ist ein wissenschaftliches Konzept, das zur Berechnung und Beobachtung der Unsicherheit, Unordnung, Zufälligkeit oder des Chaos in einem System verwendet wird.
Das Konzept der Entropie hilft, die Richtung spontaner Veränderungen zu untersuchen. Entropie wird häufig verwendet, um allgemeine Phänomene zu analysieren.
Vergleichstabelle
| Vergleichsparameter | Wärmekapazität | Entropie |
|---|---|---|
| Bedeutung | Es bezieht sich auf die Änderung der Temperatur eines Objekts. Diese Änderung ist ein Ergebnis der absorbierten Energie. | Es ist die Zählung der spezifischen Systeme, unter denen ein Material bei bekannten thermodynamischen Parametern zu finden ist. |
| Abhängigkeit | Er misst sowohl material- als auch prozessabhängig die Temperaturänderung des Objekts und kann sowohl reversibel als auch irreversibel sein. | Unabhängig von Objekten oder Materialien sind die meisten Prozesse jedoch irreversibel und damit prozessabhängig. |
| Wert | Ein Absolutwert der Wärmekapazität kann experimentell bestimmt werden | Der absolute Wert der Entropie kann nicht bestimmt werden. Entropie kann jedoch mit relativen Werten ausgedrückt werden. |
| Relation | Die Wärmekapazität ist die Änderungsrate der Entropie mit der Temperatur. | Entropie wird als kumulative Füllung von Energiezielen zwischen dem absoluten Nullpunkt (unbeweglich) und einer bestimmten Temperatur berechnet. |
| Berechnung | Q = mcΔT Q = Wärmeenergie m = Masse c = spezifische Wärme Kapazität ΔT = Temperaturänderung | S=kblnΩ S = Entropie kb = Boltzmann-Konstante ln = natürlicher Logarithmus Ω = Anzahl der mikroskopischen Konfigurationen |
Was ist Wärmekapazität?
Die Wärmekapazität misst den Temperaturunterschied eines Objekts oder Materials, wenn Energie vom Material absorbiert oder übertragen wird.
Es ist die Eigenschaft von Materie, die physikalischer Natur ist und die Energiemenge berechnet, die das oben erwähnte Objekt aufnehmen muss, damit es eine Änderung seiner Kerntemperatur um eine einzelne Einheit erzeugt.
Die Wärmekapazität wird als umfangreiche Eigenschaft untersucht.
Der Wärmewert, der dem gegebenen Objekt oder Material zugeführt oder zugeführt werden muss, um seine Temperatur zu erhöhen, variiert je nach der Anfangstemperatur des betreffenden Produkts und der Höhe des ausgeübten Drucks.
Die zuzuführende Wärmemenge variiert auch mit den Phasenübergängen, wie Verdampfen oder Schmelzen.
Der Prozess der Ermittlung der Wärmekapazität ist für ein beliebiges Objekt ziemlich einfach.
Das Objekt wird zuerst vermessen und langsam mit einer bestimmten Wärmemenge beaufschlagt und beobachtet, bis sich die Temperatur wieder angleicht. Später wird die Temperaturänderung gemessen und notiert.
Diese Methode, die Wärmekapazität von Materialien zu berechnen, funktioniert am besten für Gase und bietet weniger genaue Messungen im Fall von Feststoffen.
Die SI-Einheit ist Joule pro Kelvin oder alternativ J/K oder J⋅K−1 für die Wärmekapazität. Die Wärmekapazität eines beliebigen Objekts ist die Energiemenge dividiert durch eine Temperaturänderung.
Was ist Entropie?
Entropie ist ein wissenschaftliches Konzept, das als messbare physikalische Eigenschaft untersucht werden kann. Es ist definiert als das quantitative Maß für Zufälligkeit, Unordnung oder Chaos in einem bestimmten System.
Dieses der Thermodynamik zuzuordnende Konzept befasst sich mit der Übertragung von Wärmeenergie innerhalb eines Systems.
Die Entropie ist zentral und spielt eine Schlüsselrolle im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.
Das Konzept der Thermodynamik, auf das sich der schottische Wissenschaftler und Ingenieur Macquorn Rankine im Jahr 1850 bezog, wurde auf verschiedene Weise benannt, z. B. thermodynamische Funktion und Wärmepotential.
Anstelle einer Form von „absoluter Entropie“ untersuchen Physiker die Änderung der Entropie, die in einem bestimmten thermodynamischen Prozess auftritt.
Die Entropieänderung ist materialunabhängig und prozessabhängig, da bestimmte Prozesse irreversibel oder unmöglich sind.
Es wurde beobachtet, dass die Entropieänderung bei einem reversiblen Prozess (bei konstanter Temperatur) proportional zur Wärmeübertragung ist.
Die meisten Prozesse sind jedoch irreversibel, sodass die Menge prozessabhängig ist.
Die Entropie zählt die Anzahl der spezifischen Zustände, in denen sich das System bei den bekannten thermodynamischen Parametern befinden kann.
Entropie kann über zwei Ansätze untersucht werden: die makroskopische und die mikroskopische Perspektive der klassischen Thermodynamik bzw. der statistischen Mechanik.
Hauptunterschiede zwischen Wärmekapazität und Entropie
- Der Unterschied zwischen Wärmekapazität und Entropie besteht darin, dass die Wärmekapazität zwar vom Material oder Objekt abhängt, wie die Messung der Temperaturänderung, wenn das Material Energie absorbiert, die Entropie hingegen nicht von einem Objekt abhängt.
- Die Entropie zählt die Anzahl der spezifischen Zustände, in denen sich das System unter Berücksichtigung der bekannten thermodynamischen Parameter befinden kann, während die Wärmekapazität den Grad der Temperaturänderung misst.
- Die Wärmekapazität ist sowohl material- als auch prozessabhängig. Die Entropie ist materialunabhängig und prozessabhängig.
- Die Wärmekapazität ist die Änderungsrate der Entropie mit der Temperatur. Entropie ist ein bekanntes wissenschaftliches Konzept, das die Wärmeenergie des betreffenden Systems für eine Einheit misst, die für keine Wirkungsarbeit verfügbar ist.
- Die Wärmekapazität hat einen absoluten Wert, während die Entropie keinen absoluten Wert hat.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01298a023
- https://newbedev.com/difference-between-heat-capacity-and-entropy
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