Siltuma jauda un entropija ir vienas monētas divas puses. Tie ir cieši saistīti zinātniski jēdzieni, kas ir savstarpēji atkarīgi un kurus var pētīt saistībā viens ar otru.
Siltuma jauda ir izmērāms jēdziens, savukārt entropija ir abstraktāka.
Atslēgas
- Siltuma jauda ir siltums, kas nepieciešams, lai mainītu vielas temperatūru par vienu grādu, savukārt entropija mēra traucējumus vai nejaušību sistēmā.
- Siltuma jauda ir plaša īpašība, kas ir atkarīga no vielas daudzuma, savukārt entropija ir stāvokļa funkcija, kas ir atkarīga no sistēmas pašreizējā stāvokļa.
- Gan siltuma jaudai, gan entropijai ir izšķiroša nozīme termodinamikas izpratnē un ar siltumu saistīto procesu rezultātu prognozēšanā.
Siltuma jauda pret entropiju
Siltuma jauda ir siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu vielas temperatūru par vienu grādu pēc Celsija vai Kelvina. Entropija ir sistēmas nekārtības vai nejaušības mērs, kas definēts kā siltumenerģijas daudzums, ko nevar pārvērst lietderīgā darbā, sistēmai sasniedzot termisko līdzsvaru.
Siltuma jauda attiecas uz vielas fizisko īpašību, kas tiek attiecināta uz objektam nodoto siltuma daudzumu, kas tālāk rada minētā objekta temperatūras atšķirību par vienību.
Siltuma jauda ir pazīstama arī kā siltuma jauda. Džouls per Kelvin, ko parasti raksta kā J/K, tiek atzīts par siltuma vai siltuma jaudas oficiālo SI.
Entropija ir definēta kā termodinamisks lielums, ko izmanto, lai attēlotu noteiktas sistēmas siltumenerģijas daudzumu, kas nav iespējams to pārvērst produktīvā darbā.
Tas ir zinātnisks jēdziens, ko izmanto, lai aprēķinātu un novērotu sistēmā redzamo nenoteiktību, nekārtību, nejaušību vai haosu.
Entropijas jēdziens palīdz izpētīt spontānu pārmaiņu virzienu. Entropiju plaši izmanto, lai analizētu parastās parādības.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | Siltuma jauda | Entropija |
|---|---|---|
| Nozīme | Tas attiecas uz objekta temperatūras izmaiņām. Šīs izmaiņas ir absorbētās enerģijas rezultāts. | Tas ir konkrēto sistēmu skaitīšana, saskaņā ar kuru materiāls var atrasties, ņemot vērā zināmos termodinamiskos parametrus. |
| Atkarība | Gan no materiāla, gan procesa atkarīga tā mēra objekta temperatūras izmaiņas un var būt gan atgriezeniska, gan neatgriezeniska. | Neatkarīgi no jebkura objekta vai materiāla lielākā daļa procesu tomēr ir neatgriezeniski, padarot tos atkarīgus no procesa. |
| Vērtība | Siltuma jaudas absolūto vērtību var noteikt eksperimentējot | Entropijas absolūto vērtību nevar noteikt. Tomēr entropiju var izteikt, izmantojot relatīvās vērtības. |
| Saistība | Siltuma jauda ir entropijas izmaiņu ātrums atkarībā no temperatūras. | Entropiju aprēķina kā enerģijas galamērķu kumulatīvo piepildījumu starp absolūto nulli (nekustīgu) un noteiktu temperatūru. |
| Aprēķins | Q = mcΔT Q = siltumenerģija m = masa c = īpatnējais siltums kapacitāte ΔT = temperatūras izmaiņas | S= kblnΩ S = entropija kb = Bolcmaņa konstante ln = naturālais logaritms Ω = mikroskopisko konfigurāciju skaits |
Kas ir siltuma jauda?
Siltuma jauda mēra objekta vai materiāla temperatūras starpību, kad materiāls absorbē vai piešķir enerģiju.
Tā ir matērijas īpašība, kas pēc būtības ir fiziska, aprēķinot enerģijas daudzumu, kas iepriekš minētajam objektam ir jāuzņem, lai tas radītu savas temperatūras izmaiņas par vienu vienību.
Siltuma jauda tiek pētīta kā plašs īpašums.
Siltuma vērtība, kas jāpievieno vai jāievada konkrētajam objektam vai materiālam, lai paaugstinātu tā temperatūru, mainās atkarībā no attiecīgā izstrādājuma sākotnējās temperatūras un pielietotā spiediena.
Pievienojamā siltuma daudzums mainās arī atkarībā no fāzes pārejām, piemēram, iztvaikošanas vai kušanas.
Siltuma jaudas noteikšanas process jebkuram objektam ir diezgan vienkāršs.
Vispirms tiek izmērīts objekts, un lēnām tam tiek ievadīts noteikts siltuma daudzums un novērots, lai temperatūra atkal kļūtu vienmērīga. Vēlāk tiek mērītas un atzīmētas temperatūras izmaiņas.
Šī materiāla siltumietilpības aprēķināšanas metode vislabāk darbojas gāzēm un piedāvā mazāk precīzus mērījumus cietvielu gadījumā.
SI mērvienība ir džouls uz kelvinu vai arī J/K vai J⋅K−1 siltuma jaudai. Jebkura objekta siltumietilpība ir enerģijas daudzums, kas dalīts ar temperatūras izmaiņām.
Kas ir entropija?
Entropija ir zinātnisks jēdziens, ko var pētīt kā izmērāmu fizisko īpašību. Tas tiek definēts kā nejaušības, nekārtības vai haosa kvantitatīvs mērs jebkurā noteiktā sistēmā.
Atrodas zem termodinamika, šī koncepcija attiecas uz siltumenerģijas pārnesi sistēmā.
Entropija ir galvenā, un tai ir galvenā loma otrajā termodinamikas likumā.
Termodinamikas jēdziens, uz kuru 1850. gadā atsaucās skotu zinātnieks un inženieris Makvorns Rankins, tika nosaukts dažādos veidos, piemēram, kā termodinamiskā funkcija un siltuma potenciāls.
Kāda veida “absolūtās entropijas” vietā fiziķi pēta entropijas izmaiņas, kas notiek konkrētā termodinamiskā procesā.
Entropijas izmaiņas ir atkarīgas no materiāla un procesa, jo daži procesi ir neatgriezeniski vai neiespējami.
Ir novērots, ka entropijas izmaiņas ir proporcionālas siltuma pārnesei atgriezeniskā procesā (pie nemainīgas temperatūras).
Tomēr lielākā daļa procesu ir neatgriezeniski, tāpēc daudzums ir atkarīgs no procesa.
Entropija saskaita konkrēto stāvokļu skaitu, kuros sistēmu var atrast, ņemot vērā zināmos termodinamiskos parametrus.
Entropiju var pētīt, izmantojot divas pieejas: attiecīgi klasiskās termodinamikas un statistiskās mehānikas makroskopisko un mikroskopisko perspektīvu.
Galvenās atšķirības starp siltuma jaudu un entropiju
- Atšķirība starp siltumietilpību un entropiju ir tāda, ka, lai gan siltumietilpība ir atkarīga no materiāla vai objekta, piemēram, mērot tā temperatūras izmaiņas, kad materiāls absorbē enerģiju, entropija, no otras puses, nav atkarīga no neviena objekta.
- Entropija saskaita konkrēto stāvokļu skaitu, kuros sistēma var atrasties, ņemot vērā zināmos termodinamiskos parametrus, bet siltumietilpība mēra temperatūras izmaiņu pakāpi.
- Siltuma jauda ir atkarīga gan no materiāla, gan procesa. Entropija ir neatkarīga no materiāla un atkarīga no procesa.
- Siltuma jauda ir entropijas izmaiņu ātrums atkarībā no temperatūras. Entropija ir zināms zinātnisks jēdziens, kas mēra attiecīgās sistēmas siltumenerģiju vienībai, kas nav pieejama nekādam efekta darbam.
- Siltuma jaudai ir absolūtā vērtība, bet entropijai nav absolūtas vērtības.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01298a023
- https://newbedev.com/difference-between-heat-capacity-and-entropy
Pēdējo reizi atjaunināts: 13. gada 2023. jūlijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Emma Smita ir ieguvusi maģistra grādu angļu valodā no Irvine Valley College. Kopš 2002. gada viņa ir žurnāliste, rakstot rakstus par angļu valodu, sportu un tiesībām. Lasiet vairāk par mani par viņu bio lapa.
Es atklāju, ka detalizēts siltumietilpības un entropijas skaidrojums ir ļoti informatīvs. Rakstā efektīvi izskaidrota abu jēdzienu nozīme enerģijas pārneses un termodinamisko procesu izpratnē.
Visaptverošais siltumietilpības un entropijas skaidrojums sniedz skaidru izpratni par to attiecīgajām īpašībām un lomu termodinamikā. Raksts efektīvi atspoguļo šo zinātnisko jēdzienu savstarpējo atkarību.
Šis ir ļoti informatīvs raksts, kas sniedz skaidru skaidrojumu par siltuma jaudas un entropijas jēdzieniem. Atšķirība starp abiem un to nozīme termodinamikā ir labi ilustrēta.
Salīdzināšanas tabula ir īpaši noderīga, lai izprastu galvenās atšķirības starp siltuma jaudu un entropiju. Interesanti atzīmēt, kā siltuma jauda ir atkarīga no materiāla un entropija ir atkarīga no procesa.
Detalizēts skaidrojums par siltuma jaudas noteikšanas procesu un tā saistību ar fāzu pārejām ir diezgan saprotams. Tāpat ļoti interesants ir pārskats par to, kā entropija tiek pētīta no makroskopiskā un mikroskopiskā viedokļa.
Rakstā sniegts pamatīgs pārskats par siltumietilpību un entropiju, uzsverot to nozīmi termodinamikā un enerģijas pārnesē. Detalizētā salīdzināšanas tabula sniedz noderīgu atsauci, lai izprastu galvenās atšķirības starp abiem jēdzieniem.
Rakstā sniegts detalizēts siltumietilpības un entropijas salīdzinājums, izceļot to atšķirīgās īpašības un mērījumus. Tas ir vērtīgs resurss, lai izprastu šos būtiskos jēdzienus termodinamikā.
Raksts sniedz visaptverošu izpratni gan par siltumietilpību, gan entropiju, kā arī to nozīmi termodinamikā un enerģijas pārneses procesos. Īpaši izgaismojošs ir to aprēķinu un vērtību salīdzinājums.
Skaidrojums par atšķirību starp siltumietilpību un entropiju ir skaidrs un labi strukturēts. Rakstā efektīvi atspoguļota abu jēdzienu nozīmīgā loma termodinamikā un ar enerģiju saistītos procesos.
Es augstu vērtēju izsmeļošu skaidrojumu par siltumietilpību un tās mērīšanu saistībā ar temperatūras izmaiņām. Tāpat tiek skaidrots pārskats par entropiju un tās lomu termodinamikā.