焓与熵：差异与比较

要理解热力学，焓和熵是两个不容忽视的基础概念。了解焓和熵之间的区别有助于我们通过科学考试，并为我们每天目睹的许多过程提供合理的解释。热力学可以解释从相变到单一状态下的能量转移的一切。

关键精华

焓表示系统的总能量，而熵衡量系统的无序或随机程度。

焓的正变化表示吸热，而负变化表示放热；熵增加表明无序增加，而熵减少表明秩序。

焓和熵都会影响反应的自发性，更多的负焓变和更多的正熵变使反应更自发。

焓与熵

焓和熵之间的区别在于，焓是系统总能量的度量，它是内部能量与压力和体积乘积的总和。另一方面，熵是系统中无法转化为功的热能。

热力学系统的焓被定义为在恒定压力（大开放大气）下计算的状态函数。焓的单位与能量相同，即 SI 单位中的 J，因为它是系统内能与压力和体积变化的乘积之和。系统的总焓无法直接测量。因此，我们测量系统的焓变。

简而言之，熵是系统中随机性或混沌性的度量。它是一个广泛的属性，意味着熵的值根据系统中物质的数量而变化。如果一个系统是高度有序的（不那么混乱），它的熵就低，反之亦然。熵的 SI 单位是 J⋅K^{- 1}.

对比表

比较参数	焓	熵
定义	焓是热力学系统的内能和压力与体积的乘积的总和。	熵是系统中不能转化为机械功或有用功的热能。
多维数据监测	系统的总焓无法直接测量，因此我们计算了焓的变化。	测量系统的熵是指热力学系统中存在的无序或混沌的数量。
单位	焓的 SI 单位与能量的单位相同，因此可以用 J 来衡量。	单位质量熵的 SI 单位是 J⋅K^{- 1}公斤^{- 1}每单位物质的熵是 J⋅K^{- 1}摩尔^-1。
图形符号	焓用 H 表示。	熵用 S 表示。
发展历程	一位名叫 Heike Kamerlingh Onnes 的科学家创造了“焓”这个词。	一位名叫鲁道夫克劳修斯的德国物理学家创造了“熵”一词。
有利条件	热力学系统总是有利于最小焓。	热力学系统总是偏好最大熵。

什么是焓？

焓是一种热力学性质，是指系统的内能和压力与体积的乘积之和。系统的焓表示其释放热量的能力，因此它与能量（焦耳、卡路里等）具有相同的单位。焓用 H 表示。

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不可能计算系统的总焓，因为不可能知道零点。因此，当压力恒定时，计算一种状态与另一种状态之间的焓变。焓的公式是H = E + PV，其中E是系统的内能，P是压力，V是体积。

热力学系统中的焓有很多意义，因为它决定了化学反应是吸热还是放热。它还用于计算反应热、压缩机的最小功率需求等。

什么是熵？

熵是一种广泛的属性，它是热力学系统中随机性或混沌性的量度。熵的值随着系统中物质数量的变化而变化。熵用S表示，熵的常用单位是焦耳每开 J·K^{- 1} 或 J⋅K^{- 1}公斤^{- 1}每单位质量的熵。由于熵衡量的是随机性，因此高度有序的系统具有低熵。

有几种方法可以计算系统的熵。但是两种最常见的方法是计算可逆过程的熵和等温的过程。计算可逆过程的熵，公式为 S = kB ln W 其中 kB 是玻尔兹曼常数，其值等于 1.38065 × 10-23 J/K，W 是可能状态的数量。为了计算等温过程的熵，公式为 ΔS = ΔQ / T，其中 ΔQ 指的是热量的变化，T 是系统的绝对温度，单位为开尔文。

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冰融化成水，然后它的汽化进入蒸汽，是增加混乱和减少熵的一个例子。当冰块获得能量时，热能使其结构松动形成液体，从而增加了系统的混乱度。当液体变成蒸汽状态时，也会发生类似的事情。但是，在关注系统时，熵会减少，而周围环境的熵会增加。

焓和熵之间的主要区别

焓是热力学系统的内能与压力和体积的乘积的总和。另一方面，熵是系统中无法转化为机械功或有用功的热能。
测量焓意味着测量系统的焓变化，而熵是指系统中无序或混乱的程度。
焓的 SI 单位与能量的单位相同，因此可以用 J 来衡量，而单位质量的熵的 SI 单位是 J⋅K−1⋅kg−1，每单位物质的熵是 J⋅K^{- 1}摩尔^-1。
焓用 H 表示，而熵用 S 表示。
Heike Kamerlingh Onnes 创造了“焓”这个词，而 Rudolf Clausius 创造了“熵”这个词。
在热力学系统中，首选最小焓，而在同一系统中首选最大熵。

参考资料