Kluczowa różnica między entropią konfiguracyjną a entropią termiczną polega na tym, że entropia konfiguracyjna odnosi się do pracy wykonanej bez zmiany temperatury, podczas gdy entropia termiczna odnosi się do pracy wykonanej z wymianą temperatury.
W tym przypadku entropia jest miarą losowości układu termodynamicznego. Wzrost losowości odnosi się do wzrostu entropii i odwrotnie.
Co to jest entropia konfiguracyjna?
Entropia konfiguracyjna to część entropii systemu, która jest powiązana z dyskretnymi reprezentatywnymi pozycjami jego składowych cząstek. Może opisywać liczne sposoby, w jakie atomy lub cząsteczki w mieszaninie mogą się ze sobą upakować. Tutaj mieszaniny mogą być stopami, szkłem lub dowolną inną substancją stałą. Co więcej, termin ten może również odnosić się do liczby konformacji cząsteczki lub liczby konfiguracji spinowych w magnesie. Dlatego termin ten sugeruje, że może odnosić się do wszystkich możliwych konfiguracji systemu.
Zazwyczaj różne konfiguracje tej samej substancji mają ten sam rozmiar i energię. Dlatego do obliczenia entropii konfiguracyjnej możemy wykorzystać następującą zależność. Nazwano go formułą entropii Boltzmanna:
S=kBlnW
Entropia konfiguracji jest określona przez „S”, gdzie kB jest stałą Boltzmanna, a W jest liczbą możliwych konfiguracji substancji.
Co to jest entropia termiczna?
Entropia termiczna jest rozległą właściwością systemu termodynamicznego. Niektóre rzeczy dzieją się spontanicznie, inne nie. Na przykład ciepło będzie płynąć z ciała gorącego do chłodniejszego, ale nie możemy zaobserwować odwrotnego, nawet jeśli nie narusza to prawa zachowania energii. Kiedy następuje zmiana, całkowita energia pozostaje stała, ale jest inaczej rozdzielana. W ten sposób możemy określić kierunek zmian poprzez rozkład energii. Również zmiana jest spontaniczna, jeśli prowadzi do większej przypadkowości i chaosu we wszechświecie jako całości. I możemy zmierzyć stopień chaosu, losowości lub rozproszenia energii za pomocą funkcji stanu; nazywamy to entropią.
Rysunek 01: Diagram entropia temperatury dla pary
Druga zasada termodynamiki związana jest z entropią i mówi: „entropia wszechświata wzrasta w spontanicznym procesie.” Entropia i ilość wytworzonego ciepła są ze sobą powiązane w zakresie, w jakim system zużywa energię. W rzeczywistości wielkość zmiany entropii lub dodatkowego nieporządku spowodowanego przez daną ilość ciepła q zależy od temperatury. Tak więc, jeśli jest już bardzo gorąco, odrobina dodatkowego ciepła nie powoduje większego bałaganu, ale jeśli temperatura jest bardzo niska, ta sama ilość ciepła spowoduje dramatyczny wzrost bałaganu.
Jaka jest różnica między konfiguracyjną entropią a entropią termiczną?
Kluczowa różnica między entropią konfiguracyjną a entropią termiczną polega na tym, że entropia konfiguracyjna odnosi się do pracy wykonanej bez zmiany temperatury, podczas gdy entropia termiczna odnosi się do pracy wykonanej z wymianą temperatury. Innymi słowy, entropia konfiguracyjna nie powoduje zmiany temperatury, podczas gdy entropia termiczna opiera się na zmianie temperatury.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między entropią konfiguracyjną a entropią termiczną.
Podsumowanie – Entropia konfiguracyjna a entropia termiczna
Entropia jest miarą losowości układu termodynamicznego. Wzrost losowości odnosi się do wzrostu entropii i odwrotnie. Kluczową różnicą między entropią konfiguracyjną a entropią termiczną jest to, że entropia konfiguracyjna odnosi się do pracy wykonanej bez zmiany temperatury, podczas gdy entropia termiczna odnosi się do pracy wykonanej z wymianą temperatury.
