热容与熵：差异与比较

热容和熵是同一枚硬币的两个面。 它们是密切相关的科学概念，相互依存，可以相互研究。

热容是一个可测量的概念，而熵则更为抽象。

关键精华

1. 热容表示将物质温度改变 XNUMX 度所需的热量，而熵衡量系统中的无序或随机性。
2. 热容是一种依赖于物质数量的广泛属性，而熵是一种依赖于系统当前状态的状态函数。
3. 热容量和熵在理解热力学和预测热相关过程的结果方面都起着至关重要的作用。

热容与熵

热容量 是将物质的温度升高 XNUMX 摄氏度或开尔文所需的热量。 熵是系统无序性或随机性的量度，定义为当系统达到热平衡时不能转化为有用功的热能的量。

热容量是指物质的物理性质，它归因于赋予物体的热量的量，该热量进一步导致该物体的温度以单位为单位的差异。

热容量也称为热容量。 每焦耳 开，通常写作 J/K，被认为是热量或热容量的官方 SI。

熵被定义为一个热力学量，用于表示给定系统无法将其转化为任何生产功的热能。

它是一个科学概念，用于计算和观察系统中的不确定性、无序性、随机性或混沌性。

熵的概念有助于研究自发变化的方向。 熵被广泛用于分析常见现象。

对比表

比较参数	热容量	熵
意	它是指物体温度的变化。 这种变化是吸收能量的结果。	在给定已知热力学参数的情况下，它是对可以找到材料的特定系统的计数。
依赖	它既依赖于材料又依赖于过程，它测量物体的温度变化，并且可以是可逆的和不可逆的。	然而，独立于任何物体或材料，大多数过程是不可逆的，这使得它们依赖于过程。
值	可通过实验确定热容量的绝对值	熵的绝对值无法确定。 但是，熵可以使用相对值来表示。
关系	热容是熵随温度的变化率。	熵被计算为绝对零（静止）和给定温度之间能量目的地的累积填充。
计算	Q=mcΔT Q = 热能 m = 质量 c = 比热 容量 ΔT = 温度变化	S= kbnΩ S = 熵 kb = 波尔兹曼常数 ln = 自然对数 Ω = 微观配置的数量

什么是热容？

热容量衡量的是物体或材料吸收或传递能量时的温度差。

它是物质的物理性质，计算出上述物体要使其核心温度产生一个单位的变化所必须吸收的能量。

热容量被研究为广泛的性质。

必须添加或引入给定物体或材料以提高其温度的热量值根据相关产品的初始温度和施加的压力大小而变化。

要添加的热量也随相变（例如汽化或熔化）而变化。 

对于任何给定的物体，求热容的过程都相当简单。

首先测量物体，慢慢地向其引入特定量的热量并观察温度再次变得均匀。 随后，测量并记录温度的变化。

这种尝试计算材料热容量的方法最适用于气体，而在固体情况下提供的测量精度较低。

SI 单位是焦耳每开尔文，或者 J/K 或 J⋅K−1 表示热容量。 任何给定物体的热容量是能量除以温度变化。

什么是熵？

熵是一个科学概念，可以作为可测量的物理特性进行研究。 它被定义为任何给定系统中随机性、无序性或混沌性的定量度量。

位于 热力学，这个概念涉及系统内的热能传递。

熵是关键，在热力学第二定律中起着关键作用。

1850 年，苏格兰科学家兼工程师 Macquorn Rankine 提到，热力学的概念以各种不同的方式命名，例如热力学函数和热势。

物理学家研究的不是某种形式的“绝对熵”，而是在特定热力学过程中发生的熵变化。

熵变与物质无关，与过程有关，因为某些过程是不可逆的或不可能的。

据观察，熵变与可逆过程（恒温）中的热传递成正比。

但是，大多数过程是不可逆的，因此数量取决于过程。

在给定已知热力学参数的情况下，熵计算可以找到系统的特定状态的数量。

熵可以通过两种方法进行研究：分别是经典热力学和统计力学的宏观和微观视角。

热容和熵的主要区别

1. 热容量和熵之间的区别在于，虽然热容量取决于材料或物体，就像测量材料吸收能量时其温度的变化一样，另一方面，熵不依赖于任何物体。
2. 在给定已知热力学参数的情况下，熵计算系统可以找到的特定状态的数量，而热容量衡量温度的变化程度。
3. 热容量取决于材料和工艺。 熵与物质无关，与过程有关。
4. 热容是熵随温度的变化率。 熵是一个已知的科学概念，它测量所讨论系统的热能，以获得无法用于任何有效功的单位。
5. 热容有绝对值，而熵没有绝对值。

参考资料

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01298a023
2. https://newbedev.com/difference-between-heat-capacity-and-entropy

最后更新时间：13 年 2023 月 XNUMX 日