熱容量とエントロピー: 違いと比較

熱容量とエントロピーは表裏一体です。 それらは相互に依存し、相互に関連して研究できる密接に関連した科学的概念です。

熱容量は測定可能な概念ですが、エントロピーはより抽象的な概念です。

主要な取り組み

1. 熱容量は物質の温度を XNUMX 度変化させるのに必要な熱を表し、エントロピーはシステムの無秩序またはランダム性を測定します。
2. 熱容量は、物質の量に依存する広範なプロパティですが、エントロピーは、システムの現在の状態に依存する状態関数です。
3. 熱容量とエントロピーの両方が、熱力学を理解し、熱関連プロセスの結果を予測する上で重要な役割を果たします。

熱容量とエントロピー

熱容量 物質の温度を摂氏またはケルビン XNUMX 度上げるのに必要な熱量です。 エントロピーは、システムが熱平衡に達したときに有用な仕事に変換できない熱エネルギーの量として定義される、システムの無秩序またはランダム性の尺度です。

熱容量とは、物体に与えられた熱量に起因する物質の物理的特性を指し、さらにその物体の温度に単位単位の差をもたらします。

熱容量は、熱容量とも呼ばれます。 ジュール/ ケルビンは、一般に J/K と表記され、熱または熱容量の公式 SI として認識されています。

エントロピーは、特定のシステムの熱エネルギーの量を表すために使用される熱力学的量として定義され、生産的な仕事に変換することはできません。

これは、システムで見られる不確実性、無秩序、ランダム性、またはカオスを計算および観察する際に使用される科学的概念です。

エントロピーの概念は、自然変化の方向を研究するのに役立ちます。 エントロピーは、一般的な現象を分析するために広く使用されています。

比較表

比較のパラメータ	熱容量	エントロピー
意味	物体の温度変化を指します。 この変化は、吸収されたエネルギーの結果です。	これは、既知の熱力学的パラメーターが与えられた場合に、材料が存在する特定のシステムのカウントです。
依存関係	材料とプロセスの両方に依存し、物体の温度変化を測定し、可逆的および不可逆的である可能性があります。	ただし、オブジェクトや材料に関係なく、ほとんどのプロセスは元に戻すことができないため、プロセスに依存します。
値	熱容量の絶対値は、実験によって決定できます	エントロピーの絶対値を決定することはできません。 ただし、エントロピーは相対値を使用して表現できます。
関係	熱容量は、温度によるエントロピーの変化率です。	エントロピーは、絶対零度 (静止) と特定の温度の間のエネルギーの目的地の累積充填として計算されます。
計算	Q=mcΔT Q = 熱エネルギー m =質量 c = 比熱 容量 ΔT = 温度変化	S=kblnΩ S = エントロピー kb = ボルツマン定数 ln = 自然対数 Ω = 微視的構成の数

熱容量とは何ですか？

熱容量は、エネルギーが材料によって吸収または付与されるときの物体または材料の温度差を測定します。

それは本質的に物理的な物質の特性であり、上記のオブジェクトが吸収しなければならないエネルギーの量を計算して、コア温度を単一単位で変化させます。

熱容量は広範な特性であると研究されています。

物体や材料の温度を上昇させるために加えたり、導入したりする必要のある熱の値は、製品の初期温度と加えられる圧力の量によって異なります。

加えられる熱量も、気化や融解などの相転移によって異なります。 

熱容量を見つけるプロセスは、特定のオブジェクトに対してかなり簡単です。

対象物を測定し、ゆっくりと一定量の熱を加え、温度が均一になるまで観察します。 その後、温度の変化を測定して記録します。

材料の熱容量を計算しようとするこの方法は、気体には最適ですが、固体の場合は精度が低くなります。

SI 単位は 1 ケルビンあたりのジュール、あるいは熱容量の J/K または J⋅K−XNUMX です。 任意の物体の熱容量は、エネルギー量を温度変化で割ったものです。

エントロピーとは？

エントロピーは、測定可能な物理的特性として研究できる科学的概念です。 これは、特定のシステムにおけるランダム性、無秩序、またはカオスの定量的尺度として定義されます。

下にあります 熱力学、この概念は、システム内の熱エネルギーの伝達を扱います。

エントロピーは極めて重要であり、熱力学の第二法則において重要な役割を果たしています。

1850 年にスコットランドの科学者でエンジニアの Macquorn Rankine によって参照された熱力学の概念は、熱力学的関数や熱ポテンシャルなど、さまざまな方法で命名されました。

物理学者は、何らかの形の「絶対エントロピー」の代わりに、特定の熱力学的プロセスで発生するエントロピーの変化を研究しています。

特定のプロセスは不可逆的または不可能であるため、エントロピーの変化は材料に依存せず、プロセスに依存します。

エントロピーの変化は、可逆プロセス（一定温度）の熱伝達に比例することが観察されています。

ただし、ほとんどのプロセスは元に戻せないため、量はプロセスに依存します。

エントロピーは、既知の熱力学的パラメーターが与えられた場合に、システムを見つけることができる特定の状態の数をカウントします。

エントロピーは、古典的な熱力学と統計力学の巨視的および微視的視点の XNUMX つのアプローチで研究できます。

熱容量とエントロピーの主な違い

1. 熱容量とエントロピーの違いは、材料がエネルギーを吸収したときの温度の変化を測定するように、熱容量が材料またはオブジェクトに依存するのに対し、エントロピーはオブジェクトに依存しないことです。
2. エントロピーは、既知の熱力学的パラメーターが与えられた場合にシステムが存在する特定の状態の数を数えますが、熱容量は温度の変化の程度を測定します。
3. 熱容量は、材料とプロセスの両方に依存します。 エントロピーは物質に依存せず、プロセスに依存します。
4. 熱容量は、温度によるエントロピーの変化率です。 エントロピーは既知の科学的概念であり、問​​題のシステムの熱エネルギーを、効果の仕事に利用できないユニットに対して測定します。
5. 熱容量には絶対値がありますが、エントロピーには絶対値はありません。

参考文献

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01298a023
2. https://newbedev.com/difference-between-heat-capacity-and-entropy

最終更新日 : 13 年 2023 月 XNUMX 日