La capacité calorifique et l'entropie sont les deux faces d'une même médaille. Ce sont des concepts scientifiques étroitement liés qui sont interdépendants et peuvent être étudiés les uns par rapport aux autres.
La capacité thermique est un concept mesurable, tandis que l'entropie est plus abstraite.
Faits marquants
- La capacité calorifique représente la chaleur nécessaire pour modifier la température d'une substance d'un degré, tandis que l'entropie mesure le désordre ou le caractère aléatoire d'un système.
- La capacité thermique est une propriété étendue qui dépend de la quantité de substance, tandis que l'entropie est une fonction d'état qui dépend de l'état actuel du système.
- La capacité thermique et l'entropie jouent un rôle crucial dans la compréhension de la thermodynamique et la prédiction des résultats des processus liés à la chaleur.
Capacité thermique vs entropie
Capacité thermique est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d'une substance d'un degré Celsius ou Kelvin. L'entropie est une mesure du désordre ou du caractère aléatoire d'un système, défini comme la quantité d'énergie thermique qui ne peut pas être convertie en travail utile lorsque le système atteint l'équilibre thermique.
La capacité thermique fait référence à la propriété physique de la matière qui est attribuée à la quantité de chaleur transmise à un objet qui se traduit en outre par une différence de température dudit objet par une unité.
La capacité calorifique est également appelée capacité thermique. Joule par kelvin, communément écrit J/K, est reconnu comme le SI officiel de la chaleur ou de la capacité thermique.
L'entropie est définie comme une quantité thermodynamique utilisée pour représenter la quantité d'énergie thermique d'un système donné qui n'est pas possible pour la convertir en un travail productif.
C'est un concept scientifique utilisé pour calculer et observer l'incertitude, le désordre, le caractère aléatoire ou le chaos observé dans un système.
Le concept d'entropie aide à étudier la direction du changement spontané. L'entropie est largement utilisée pour analyser des phénomènes courants.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | Capacité de chaleur | Entropie |
|---|---|---|
| Sens | Il fait référence au changement de température d'un objet. Ce changement est le résultat de l'énergie absorbée. | C'est le comptage des systèmes spécifiques sous lesquels un matériau peut être trouvé, compte tenu des paramètres thermodynamiques connus. |
| Dépendance | À la fois dépendant du matériau et du processus, il mesure le changement de température de l'objet et peut être à la fois réversible et irréversible. | Indépendamment de tout objet ou matériau, la plupart des processus sont cependant irréversibles, ce qui les rend dépendants du processus. |
| Valeur | Une valeur absolue de la capacité calorifique peut être déterminée par expérimentation | La valeur absolue de l'entropie ne peut pas être déterminée. Cependant, l'entropie peut être exprimée en utilisant des valeurs relatives. |
| Rapport | La capacité calorifique est le taux de variation de l'entropie avec la température. | L'entropie est calculée comme le remplissage cumulé des destinations énergétiques entre le zéro absolu (immobile) et une température donnée. |
| Calcul | Q= mcΔT Q = énergie thermique m = masse c = chaleur spécifique nominale ΔT = changement de température | S= kblnΩ S = entropie kb = constante de Boltzmann ln = logarithme naturel Ω = nombre de configurations microscopiques |
Qu'est-ce que la capacité thermique ?
La capacité thermique mesure la différence de température d'un objet ou d'un matériau lorsque l'énergie est absorbée ou transmise par le matériau.
C'est la propriété de la matière qui est de nature physique, calculant la quantité d'énergie que l'objet mentionné ci-dessus doit absorber pour qu'il produise un changement de sa température centrale d'une seule unité.
La capacité calorifique est étudiée comme une propriété extensive.
La valeur de la chaleur qui doit être ajoutée ou introduite dans l'objet ou le matériau donné pour élever sa température varie en fonction de la température initiale du produit en question et de la quantité de pression appliquée.
La quantité de chaleur à ajouter varie également avec les transitions de phase, telles que la vaporisation ou la fusion.
Le processus de recherche de la capacité thermique est assez simple pour un objet donné.
L'objet est d'abord mesuré, et lentement une quantité spécifique de chaleur lui est introduite et observée pour que la température redevienne uniforme. Plus tard, le changement de température est mesuré et noté.
Cette méthode consistant à tenter de calculer la capacité calorifique d'un matériau fonctionne mieux pour les gaz et offre des mesures moins précises dans le cas des solides.
L'unité SI est le joule par kelvin ou alternativement J/K ou J⋅K−1 pour la capacité calorifique. La capacité calorifique d'un objet donné est la quantité d'énergie divisée par un changement de température.
Qu'est-ce que l'entropie ?
L'entropie est un concept scientifique qui peut être étudié comme une propriété physique mesurable. Il est défini comme la mesure quantitative du caractère aléatoire, du désordre ou du chaos dans un système donné.
Situé sous thermodynamique, ce concept traite du transfert d'énergie thermique au sein d'un système.
L'entropie est essentielle et joue un rôle clé dans la deuxième loi de la thermodynamique.
Mentionné par le scientifique et ingénieur écossais Macquorn Rankine en 1850, le concept de thermodynamique a été nommé de différentes manières, telles que la fonction thermodynamique et le potentiel thermique.
Au lieu d'une certaine forme « d'entropie absolue », les physiciens étudient le changement d'entropie qui se produit dans un processus thermodynamique spécifique.
Le changement d'entropie est indépendant du matériau et dépendant du processus, car certains processus sont irréversibles ou impossibles.
Il a été observé que le changement d'entropie est proportionnel au transfert de chaleur dans un processus réversible (à température constante).
Cependant, la plupart des processus sont irréversibles, de sorte que la quantité dépend du processus.
L'entropie compte le nombre d'états spécifiques dans lesquels le système peut se trouver, compte tenu des paramètres thermodynamiques connus.
L'entropie peut être étudiée via deux approches: les perspectives macroscopiques et microscopiques de la thermodynamique classique et de la mécanique statistique, respectivement.
Différences principales entre la capacité thermique et l'entropie
- La différence entre la capacité thermique et l'entropie est que si la capacité thermique dépend du matériau ou de l'objet, comme mesurer le changement de sa température lorsque le matériau absorbe de l'énergie, l'entropie, en revanche, ne dépend d'aucun objet.
- L'entropie compte le nombre d'états spécifiques dans lesquels le système peut se trouver, compte tenu des paramètres thermodynamiques connus, tandis que la capacité thermique mesure le degré de changement de température.
- La capacité calorifique dépend à la fois du matériau et du processus. L'entropie est indépendante du matériau et dépendante du processus.
- La capacité calorifique est le taux de variation de l'entropie avec la température. L'entropie est un concept scientifique connu qui mesure l'énergie thermique du système en question pour une unité qui n'est disponible pour aucun travail d'effet.
- La capacité calorifique a une valeur absolue, tandis que l'entropie n'a pas de valeur absolue.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01298a023
- https://newbedev.com/difference-between-heat-capacity-and-entropy
Dernière mise à jour : 13 juillet 2023
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Emma Smith est titulaire d'une maîtrise en anglais du Irvine Valley College. Elle est journaliste depuis 2002, écrivant des articles sur la langue anglaise, le sport et le droit. En savoir plus sur moi sur elle page bio.
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