Чтобы понять термодинамику, энтальпия и энтропия являются двумя основополагающими понятиями, которые никто не может упустить. Знание разницы между энтальпией и энтропией помогает нам сдать экзамен по естествознанию и дает рациональное объяснение многим процессам, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. Термодинамика может объяснить все, от смены фаз до передачи энергии в одном состоянии.
Основные выводы
- Энтальпия представляет собой полную энергию системы, тогда как энтропия измеряет степень беспорядка или случайности системы.
- Положительное изменение энтальпии означает поглощение тепла, а отрицательное изменение означает выделение тепла; увеличение энтропии указывает на усиление беспорядка, а уменьшение энтропии указывает на порядок.
- И энтальпия, и энтропия влияют на спонтанность реакций, причем более отрицательные изменения энтальпии и более положительные изменения энтропии делают реакции более спонтанными.
Энтальпия против энтропии
Разница между энтальпией и энтропией заключается в том, что энтальпия — это измерение полной энергии системы, которая представляет собой сумму внутренней энергии и произведения давления и объема. С другой стороны, энтропия — это количество тепловой энергии в системе, которое недоступно для ее преобразования в работу.
Энтальпия термодинамической системы определяется как функция состояния, которая рассчитывается при постоянном давлении (большая открытая атмосфера). Единица энтальпии такая же, как энергия, т. е. Дж в единице СИ, потому что она представляет собой сумму внутренней энергии системы и произведения давления и изменения объема. Полную энтальпию системы нельзя измерить напрямую. Итак, мы измеряем изменение энтальпии системы.
Проще говоря, энтропия — это мера случайности или хаоса в системе. Это экстенсивное свойство, означающее, что значение энтропии изменяется в зависимости от количества материи в системе. Если система высокоупорядочена (менее хаотична), она имеет низкую энтропию, и наоборот. Единицей энтропии в СИ является Дж⋅К.-1.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | энтальпия | Энтропия |
|---|---|---|
| Определение | Энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии и произведения давления и объема термодинамической системы. | Энтропия – это количество тепловой энергии системы, недоступное для преобразования в механическую или полезную работу. |
| Анализ эффективности | Полную энтальпию системы нельзя измерить напрямую, поэтому мы рассчитываем изменение энтальпии. | Измерение энтропии системы относится к количеству беспорядка или хаоса, присутствующего в термодинамической системе. |
| Ед. | Единица энтальпии в СИ такая же, как и у энергии, поэтому ее можно измерять в Дж. | Единицей энтропии СИ для единицы массы является Дж⋅К.-1⋅кг-1 а для энтропии на единицу количества вещества Дж⋅К-1Mol-1. |
| Символ | Энтальпия обозначается H. | Энтропия обозначается S. |
| История | Ученый по имени Хайке Камерлинг-Оннес ввел термин «энтальпия». | Немецкий физик по имени Рудольф Клаузиус ввел термин «энтропия». |
| Благоприятные условия | Термодинамическая система всегда предпочитает минимальную энтальпию. | Термодинамическая система всегда предпочитает максимальную энтропию. |
Что такое Энтальпия?
Энтальпия — это термодинамическое свойство, которое относится к сумме внутренней энергии и произведения давления и объема системы. Энтальпия системы означает ее способность выделять тепло, и поэтому она имеет ту же единицу, что и энергия (джоули, калории и т. д.). Энтальпия обозначается H.
Невозможно рассчитать полную энтальпию системы, так как невозможно узнать нулевую точку. Итак, изменение энтальпии рассчитывается между одним состоянием и другим при постоянном давлении. Формула энтальпии: H = E + PV, где E — внутренняя энергия системы, P — давление, V — объем.
Энтальпия имеет большое значение в термодинамической системе, поскольку она определяет, является ли химическая реакция эндотермической или экзотермической. Он также используется для расчета теплоты реакции, минимальной потребляемой мощности компрессора и т. д.
Что такое энтропия?
Энтропия — обширное свойство, и она является мерой случайности или хаоса в термодинамической системе. Величина энтропии меняется с изменением количества вещества в системе. Энтропия обозначается S, а общепринятыми единицами энтропии являются джоули на кельвин Дж⋅К-1 или J⋅К-1⋅кг-1 для энтропии на единицу массы. Поскольку энтропия измеряет случайность, высокоупорядоченная система имеет низкую энтропию.
Существует несколько методов расчета энтропии системы. Но два наиболее распространенных способа — это вычисление энтропии обратимого процесса и изотермический процесс. Для расчета энтропии обратимого процесса используется формула S = kB ln W, где kB — постоянная Больцмана, ее значение равно 1.38065 × 10-23 Дж/К, W — число возможных состояний. Для расчета энтропии изотермического процесса используется формула ΔS = ΔQ/T, где ΔQ относится к изменению тепла, а T — абсолютная температура системы в градусах Кельвина.
таяние льда в воду с последующим его парообразование в пар, является примером увеличения хаоса и уменьшения энтропии. Когда кубик льда получает энергию, тепловая энергия разрыхляет его структуру, превращая ее в жидкость, что увеличивает хаос в системе. То же самое происходит, когда жидкость переходит в парообразное состояние. Но при фокусировке на системе энтропия уменьшается, а энтропия окружения увеличивается.
Основные различия между энтальпией и энтропией
- Энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии и произведения давления и объема термодинамической системы. С другой стороны, энтропия — это количество тепловой энергии системы, которое недоступно для преобразования в механическую или полезную работу.
- Измерение энтальпии означает измерение изменения энтальпии системы, тогда как энтропия относится к количеству беспорядка или хаоса в системе.
- Единица энтальпии в СИ такая же, как и у энергии, и, следовательно, может быть измерена в Дж, тогда как единица энтропии в СИ для единицы массы равна Дж⋅К-1⋅кг-1, а для энтропии на единицу количества вещества Дж⋅К-1Mol-1.
- Энтальпия обозначается H, тогда как энтропия обозначается S.
- Хайке Камерлинг-Оннес ввел термин «энтальпия», тогда как Рудольф Клаузиус ввел термин «энтропия».
- В термодинамической системе предпочтительна минимальная энтальпия, тогда как в той же системе предпочтительна максимальная энтропия.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100362a018
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/md/c4md00057a
Последнее обновление: 11 июня 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
Энтальпия и энтропия играют важную роль в понимании того, является ли химическая реакция эндотермической или экзотермической. Это фундаментальные понятия для всех, кто изучает химию.
Я ценю представленную здесь сравнительную таблицу. Полезно иметь четкую справочную таблицу для этих определений и измерений.
Практические примеры, используемые для иллюстрации концепций энтропии, очень эффективны. Очень важно увидеть, как эти теоретические идеи реализуются в реальных сценариях.
Очень важно значение энтальпии в определении характера химических реакций. Приятно видеть, что здесь четко изложены детали.
Хорошо объяснены формулы и методы расчета энтальпии и энтропии. Приятно видеть такое подробное освещение этих тем.
Здесь очень хорошо объясняется разница между энтальпией и энтропией. Один измеряет полную энергию, а другой измеряет хаос или хаотичность в системе.
Представленные здесь пояснения ясны и кратки. Энтальпия и энтропия — невероятно важные понятия в науке и технике.
Термодинамика — увлекательная тема, которая затрагивает многие аспекты нашей повседневной жизни. Понимание различий между энтальпией и энтропией имеет решающее значение!