Om de thermodynamica te begrijpen, zijn enthalpie en entropie twee fundamentele concepten die niemand mag missen. Het kennen van het verschil tussen enthalpie en entropie helpt ons om ons wetenschappelijk examen te halen en biedt een rationele verklaring voor veel processen waar we dagelijks getuige van zijn. Thermodynamica kan alles verklaren, van veranderende fasen tot de overdracht van energie in een enkele toestand.
Key Takeaways
- Enthalpie vertegenwoordigt de totale energie van een systeem, terwijl entropie de mate van wanorde of willekeur van het systeem meet.
- Een positieve verandering in enthalpie impliceert warmteabsorptie, terwijl een negatieve verandering warmteafgifte betekent; toenemende entropie duidt op toegenomen wanorde, terwijl afnemende entropie orde suggereert.
- Enthalpie en entropie beïnvloeden beide de spontaniteit van reacties, waarbij meer negatieve enthalpieveranderingen en meer positieve entropieveranderingen reacties spontaner maken.
Enthalpie versus entropie
Het verschil tussen enthalpie en entropie is dat enthalpie de meting is van de totale energie van een systeem, wat de som is van interne energie en het product van druk en volume. Aan de andere kant is entropie de hoeveelheid thermische energie in een systeem die niet beschikbaar is voor de omzetting ervan in arbeid.
De enthalpie van een thermodynamisch systeem wordt gedefinieerd als een toestandsfunctie die wordt berekend bij constante druk (grote open atmosfeer). De eenheid van enthalpie is hetzelfde als energie, dwz J, in de SI-eenheid, omdat het de som is van de interne energie van een systeem en het product van druk en verandering in volume. De totale enthalpie van een systeem kan niet direct worden gemeten. We meten dus de verandering in de enthalpie van een systeem.
Simpel gezegd, entropie is de maatstaf voor willekeur of chaos in een systeem. Het is een uitgebreide eigenschap, wat betekent dat de waarde van entropie verandert afhankelijk van de hoeveelheid materie in het systeem. Als een systeem zeer geordend is (minder chaotisch), heeft het een lage entropie en vice versa. De SI-eenheid van entropie is J⋅K-1.
Vergelijkingstabel
| Parameters van vergelijking: | enthalpie | Entropy |
|---|---|---|
| Definitie | Enthalpie is de som van interne energie en het product van druk en volume van een thermodynamisch systeem. | Entropie is de hoeveelheid thermische energie van een systeem die niet beschikbaar is voor omzetting in mechanisch of nuttig werk. |
| maat | De totale enthalpie van een systeem kan niet direct worden gemeten, daarom berekenen we de verandering in enthalpie. | Het meten van de entropie van een systeem verwijst naar de hoeveelheid wanorde of chaos die aanwezig is in een thermodynamisch systeem. |
| Eenheid | De SI-eenheid van enthalpie is dezelfde als die van energie en kan daarom worden gemeten in J. | De SI-eenheid van entropie voor eenheidsmassa is J⋅K-1⋅kg-1 en voor entropie per eenheidshoeveelheid stof is J⋅K-1mol-1. |
| Symbool | Enthalpie wordt aangeduid met H. | Entropie wordt aangeduid met S. |
| Geschiedenis | Een wetenschapper genaamd Heike Kamerlingh Onnes bedacht de term 'enthalpie'. | Een Duitse natuurkundige genaamd Rudolf Clausius bedacht de term 'entropie'. |
| Gunstige voorwaarden | Een thermodynamisch systeem is altijd voorstander van minimale enthalpie. | Een thermodynamisch systeem geeft altijd de voorkeur aan maximale entropie. |
Wat is enthalpie?
Enthalpie is een thermodynamische eigenschap die verwijst naar de som van de interne energie en het product van de druk en het volume van een systeem. De enthalpie van een systeem geeft het vermogen aan om warmte af te geven, en heeft dus dezelfde eenheid als energie (joules, calorieën, enz.). Enthalpie wordt aangeduid met H.
Het is onmogelijk om de totale enthalpie van een systeem te berekenen, omdat het onmogelijk is om het nulpunt te kennen. De verandering in enthalpie wordt dus berekend tussen de ene toestand en de andere wanneer de druk constant is. De formule van enthalpie is H = E + PV, waarbij E de interne energie van het systeem is, P de druk en V het volume.
Er is veel betekenis van enthalpie in een thermodynamisch systeem, omdat het bepaalt of een chemische reactie endotherm of exotherm is. Het wordt ook gebruikt om de reactiewarmte, het minimale vereiste vermogen voor een compressor, enz. te berekenen.
Wat is entropie?
Entropie is een uitgebreide eigenschap en het is de maatstaf voor willekeur of chaos in een thermodynamisch systeem. De waarde van entropie verandert met de verandering in de hoeveelheid materie in het systeem. Entropie wordt aangeduid met S, en de gemeenschappelijke eenheden van entropie zijn joules per kelvin J⋅K-1 of J⋅K-1⋅kg-1 voor entropie per massa-eenheid. Omdat entropie willekeur meet, heeft een sterk geordend systeem een lage entropie.
Er zijn verschillende methoden om de entropie van een systeem te berekenen. Maar twee van de meest gebruikelijke manieren zijn het berekenen van de entropie van een omkeerbaar proces en een isotherm proces. Voor het berekenen van de entropie van een omkeerbaar proces is de formule S = kB ln W waarbij kB de constante van Boltzmann is en de waarde gelijk is aan 1.38065 × 10-23 J/K, en W het aantal mogelijke toestanden is. Voor het berekenen van de entropie van een isotherm proces is de formule ΔS = ΔQ / T, waarbij ΔQ verwijst naar de verandering in warmte en T de absolute temperatuur van het systeem in Kelvin is.
Het smelten van ijs in het water, gevolgd door zijn verdamping in stoom, is een voorbeeld van toenemende chaos en afnemende entropie. Wanneer het ijsblokje energie krijgt, maakt de warmte-energie zijn structuur los om vloeistof te vormen en vergroot zo de chaos in het systeem. Iets soortgelijks gebeurt wanneer vloeistof wordt omgezet in een damptoestand. Maar terwijl je je op het systeem concentreert, neemt de entropie af terwijl de entropie van de omgeving toeneemt.
Belangrijkste verschillen tussen enthalpie en entropie
- Enthalpie is de som van interne energie en het product van de druk en het volume van een thermodynamisch systeem. Aan de andere kant is entropie de hoeveelheid thermische energie van een systeem die niet beschikbaar is voor omzetting in mechanisch of nuttig werk.
- Het meten van enthalpie betekent het meten van de verandering in enthalpie van een systeem, terwijl entropie verwijst naar de hoeveelheid wanorde of chaos in een systeem.
- De SI-eenheid van enthalpie is dezelfde als die van energie en kan daarom worden gemeten in J, terwijl de SI-eenheid van entropie voor massa-eenheid J⋅K−1⋅kg−1 is, en voor entropie per eenheidshoeveelheid stof is J⋅K-1mol-1.
- Enthalpie wordt aangeduid met H, terwijl entropie wordt aangeduid met S.
- Heike Kamerlingh Onnes bedacht de term "enthalpie", terwijl Rudolf Clausius de term "entropie" bedacht.
- In een thermodynamisch systeem heeft minimale enthalpie de voorkeur, terwijl maximale entropie de voorkeur heeft in hetzelfde systeem.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100362a018
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/md/c4md00057a
Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
Enthalpie en entropie spelen een belangrijke rol bij het begrijpen of een chemische reactie endotherm of exotherm is. Dit zijn fundamentele concepten voor iedereen die scheikunde studeert.
Ik waardeer de vergelijkingstabel die hier wordt gegeven. Het is handig om een duidelijk referentiediagram te hebben voor deze definities en metingen.
De praktische voorbeelden die worden gebruikt om de concepten van entropie te illustreren zijn zeer effectief. Het is waardevol om te zien hoe deze theoretische ideeën zich afspelen in scenario's in de echte wereld.
De betekenis van enthalpie bij het bepalen van de aard van chemische reacties is zo belangrijk. Het is geweldig om te zien dat de details hier duidelijk zijn vastgelegd.
De formules en methoden voor het berekenen van enthalpie en entropie worden goed uitgelegd. Het is geweldig om te zien dat er zo uitgebreid over deze onderwerpen wordt bericht.
Het verschil tussen enthalpie en entropie wordt hier heel goed uitgelegd. De één meet de totale energie, terwijl de ander de chaos of willekeur in een systeem meet.
De hier gegeven uitleg is duidelijk en beknopt. Enthalpie en entropie zijn beide ongelooflijk belangrijke concepten in wetenschap en techniek.
Thermodynamica is een fascinerend onderwerp dat zoveel delen van ons dagelijks leven beïnvloedt. Het begrijpen van de verschillen tussen enthalpie en entropie is cruciaal!