Para entender a termodinâmica, entalpia e entropia são dois conceitos fundamentais que ninguém pode perder. Saber a diferença entre entalpia e entropia nos ajuda a passar no exame de ciências e fornece uma explicação racional para muitos processos que testemunhamos diariamente. A termodinâmica pode explicar tudo, desde a mudança de fase até a transferência de energia em um único estado.
Principais lições
- A entalpia representa a energia total de um sistema, enquanto a entropia mede o grau de desordem ou aleatoriedade do sistema.
- Uma mudança positiva na entalpia implica absorção de calor, enquanto uma mudança negativa significa liberação de calor; o aumento da entropia indica aumento da desordem, enquanto a diminuição da entropia sugere ordem.
- A entalpia e a entropia influenciam a espontaneidade das reações, com mudanças de entalpia mais negativas e mudanças de entropia mais positivas, tornando as reações mais espontâneas.
Entalpia vs Entropia
A diferença entre entalpia e entropia é que a entalpia é a medida da energia total de um sistema, que é a soma da energia interna e o produto da pressão e do volume. Por outro lado, a entropia é a quantidade de energia térmica em um sistema que não está disponível para sua conversão em trabalho.
A Entalpia de um sistema termodinâmico é definida como uma função de estado que é calculada a pressão constante (grande atmosfera aberta). A unidade de entalpia é a mesma que energia, ou seja, J, na unidade do SI, porque é a soma da energia interna de um sistema e o produto da pressão e variação de volume. A entalpia total de um sistema não pode ser medida diretamente. Então, medimos a mudança na entalpia de um sistema.
Em palavras simples, entropia é a medida de aleatoriedade ou caos em um sistema. É uma propriedade extensiva, o que significa que o valor da entropia muda de acordo com a quantidade de matéria no sistema. Se um sistema é altamente ordenado (menos caótico), ele tem baixa entropia e vice-versa. A unidade SI de entropia é J⋅K-1.
Tabela de comparação
| Parâmetros de comparação | Entalpia | Entropia |
|---|---|---|
| Definição | A entalpia é a soma da energia interna e o produto da pressão e do volume de um sistema termodinâmico. | Entropia é a quantidade de energia térmica de um sistema que não está disponível para conversão em trabalho mecânico ou útil. |
| Medição | A entalpia total de um sistema não pode ser medida diretamente, portanto, calculamos a variação de entalpia. | Medir a entropia de um sistema refere-se à quantidade de desordem ou caos presente em um sistema termodinâmico. |
| Unidade | A unidade SI de entalpia é a mesma que a de energia, portanto, pode ser medida em J. | A unidade SI de entropia para unidade de massa é J⋅K-1⋅kg-1 e para entropia por unidade de quantidade de substância é J⋅K-1⋅mol−1. |
| Símbolo | A entalpia é denotada por H. | A entropia é denotada por S. |
| HISTÓRIA | Um cientista chamado Heike Kamerlingh Onnes cunhou o termo “entalpia”. | Um físico alemão chamado Rudolf Clausius cunhou o termo “entropia”. |
| Condições de Favorecimento | Um sistema termodinâmico sempre favorece a entalpia mínima. | Um sistema termodinâmico sempre prefere entropia máxima. |
O que é Entalpia?
A entalpia é uma propriedade termodinâmica que se refere à soma da energia interna e ao produto da pressão e do volume de um sistema. A Entalpia de um sistema significa sua capacidade de liberar calor e, portanto, tem a mesma unidade de energia (joules, calorias, etc.). A entalpia é denotada por H.
É impossível calcular a entalpia total de um sistema, pois é impossível saber o ponto zero. Assim, a variação de entalpia é calculada entre um estado e outro quando a pressão é constante. A fórmula da entalpia é H = E + PV, onde E é a energia interna do sistema, P é a pressão e V é o volume.
Há muita importância da entalpia em um sistema termodinâmico, pois determina se uma reação química é endotérmica ou exotérmica. Também é usado para calcular o calor da reação, a potência mínima necessária para um compressor, etc.
O que é Entropia?
A entropia é uma propriedade extensa e é a medida da aleatoriedade ou caos em um sistema termodinâmico. O valor da entropia muda com a mudança na quantidade de matéria no sistema. A entropia é denotada por S, e as unidades comuns de entropia são joules por kelvin J⋅K-1 ou J⋅K-1⋅kg-1 para entropia por unidade de massa. Como a entropia mede a aleatoriedade, um sistema altamente ordenado tem baixa entropia.
Existem vários métodos para calcular a entropia de um sistema. Mas duas das formas mais comuns são calcular a entropia de um processo reversível e um isotérmico processo. Para calcular a entropia de um processo reversível, a fórmula é S = kB ln W onde kB é a constante de Boltzmann e seu valor é igual a 1.38065 × 10-23 J/K, e W é o número de estados possíveis. Para calcular a entropia de um processo isotérmico, a fórmula é ΔS = ΔQ / T, onde ΔQ refere-se à variação de calor e T é a temperatura absoluta do sistema em Kelvin.
O derretimento do gelo na água, seguido por sua vaporização em vapor, é um exemplo de caos crescente e entropia decrescente. Quando o cubo de gelo ganha energia, a energia térmica afrouxa sua estrutura para formar o líquido e assim aumenta o caos no sistema. Algo semelhante acontece quando o líquido é alterado para o estado de vapor. Mas, ao focar no sistema, a entropia diminui enquanto a entropia do ambiente aumenta.
Principais diferenças entre entalpia e entropia
- A entalpia é a soma da energia interna e o produto da pressão e do volume de um sistema termodinâmico. Por outro lado, a entropia é a quantidade de energia térmica de um sistema que não está disponível para conversão em trabalho mecânico ou útil.
- Medir a entalpia significa medir a mudança de entalpia de um sistema, enquanto a entropia se refere à quantidade de desordem ou caos em um sistema.
- A unidade SI de entalpia é a mesma que a de energia e, portanto, pode ser medida em J, enquanto a unidade SI de entropia para unidade de massa é J⋅K−1⋅kg−1, e para entropia por unidade de quantidade de substância é J⋅K-1⋅mol−1.
- A entalpia é denotada por H, enquanto a entropia é denotada por S.
- Heike Kamerlingh Onnes cunhou o termo “entalpia”, enquanto Rudolf Clausius cunhou o termo “entropia”.
- Em um sistema termodinâmico, a entalpia mínima é preferida, enquanto a entropia máxima é preferida no mesmo sistema.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100362a018
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/md/c4md00057a
Última atualização: 11 de junho de 2023
Eu me esforcei tanto para escrever esta postagem no blog para fornecer valor a você. Será muito útil para mim, se você considerar compartilhá-lo nas mídias sociais ou com seus amigos/família. COMPARTILHAR É ♥️
Piyush Yadav passou os últimos 25 anos trabalhando como físico na comunidade local. Ele é um físico apaixonado por tornar a ciência mais acessível aos nossos leitores. Ele é bacharel em Ciências Naturais e pós-graduado em Ciências Ambientais. Você pode ler mais sobre ele em seu página bio.
A entalpia e a entropia são fundamentais para compreender se uma reação química é endotérmica ou exotérmica. Esses são conceitos fundamentais para quem estuda química.
Agradeço a tabela de comparação fornecida aqui. É útil ter um gráfico de referência claro para essas definições e medições.
Os exemplos práticos utilizados para ilustrar os conceitos de entropia são muito eficazes. É valioso ver como essas ideias teóricas funcionam em cenários do mundo real.
A importância da entalpia na determinação da natureza das reações químicas é muito importante. É ótimo ver os detalhes claramente definidos aqui.
As fórmulas e métodos para calcular a entalpia e a entropia são bem explicados. É ótimo ver uma cobertura tão completa desses tópicos.
A diferença entre entalpia e entropia é explicada muito bem aqui. Um mede a energia total, enquanto o outro mede o caos ou aleatoriedade num sistema.
As explicações fornecidas aqui são claras e concisas. Entalpia e entropia são conceitos extremamente importantes na ciência e na engenharia.
A termodinâmica é um tópico fascinante que afeta muitas partes de nossas vidas diárias. Compreender as diferenças entre entalpia e entropia é crucial!