Kluczowa różnica między entalpią a entropią polega na tym, że entalpia to wymiana ciepła zachodząca przy stałym ciśnieniu, podczas gdy entropia daje wyobrażenie o losowości systemu.
Dla celów badawczych w chemii dzielimy wszechświat na dwie części jako system i otoczenie. W każdej chwili część, którą będziemy studiować, to system, a reszta to otoczenie. Entalpia i entropia to dwa terminy opisujące reakcje zachodzące w układzie i otoczeniu. Zarówno entalpia, jak i entropia są funkcjami stanu termodynamicznego.
Co to jest entalpia?
Kiedy zachodzi reakcja, może ona pochłaniać lub wydzielać ciepło, a jeśli prowadzimy reakcję pod stałym ciśnieniem, nazywamy to entalpią reakcji. Nie możemy jednak zmierzyć entalpii cząsteczek. Dlatego musimy zmierzyć zmianę entalpii podczas reakcji. Możemy otrzymać zmianę entalpii (∆H) dla reakcji w danej temperaturze i ciśnieniu, odejmując entalpię substratów od entalpii produktów. Jeśli ta wartość jest ujemna, reakcja jest egzotermiczna. Jeśli wartość jest dodatnia, reakcja jest endotermiczna.
Rysunek 01: Związek między zmianą entalpii a zmianą fazy
Zmiana entalpii między dowolną parą reagentów i produktów jest niezależna od ścieżki między nimi. Ponadto zmiana entalpii zależy od fazy reagentów. Na przykład, gdy gazowy tlen i wodór reagują tworząc parę wodną, zmiana entalpii wynosi -483,7 kJ. Jednak gdy te same reagenty reagują z wytworzeniem ciekłej wody, zmiana entalpii wynosi -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571.7 kJ
Co to jest Entropia?
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 zasady zachowania energii. Kiedy następuje zmiana, całkowita energia pozostaje stała, ale jest inaczej rozdzielana. Kierunek zmian możemy określić poprzez rozkład energii. Zmiana jest spontaniczna, jeśli prowadzi do większej przypadkowości i chaosu we wszechświecie jako całości. Możemy zmierzyć stopień chaosu, losowości lub rozproszenia energii za pomocą funkcji stanu; nazywamy to entropią.
Rysunek 02: Diagram przedstawiający zmianę entropii z przenoszeniem ciepła
Drugie prawo termodynamiki jest związane z entropią i mówi: „entropia wszechświata wzrasta w procesie spontanicznym”. Entropia i ilość wytworzonego ciepła są powiązane ze sobą stopniem zużycia energii przez system. W rzeczywistości wielkość zmiany entropii lub dodatkowego nieporządku spowodowanego przez daną ilość ciepła q zależy od temperatury. 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. Dlatego możemy to zapisać w następujący sposób: (gdzie ds zmienia się w entropii, dq zmienia się w cieple, a T to temperatura.
ds=dq/T
Jaka jest różnica między entalpią a entropią?
Entalpia i entropia to dwa powiązane terminy w termodynamice. Kluczową różnicą między entalpią a entropią jest to, że entalpia to wymiana ciepła odbywa się pod stałym ciśnieniem, podczas gdy entropia daje wyobrażenie o losowości systemu. Ponadto entalpia odnosi się do pierwszej zasady termodynamiki, a entropia do drugiej zasady termodynamiki. Inną ważną różnicą między entalpią a entropią jest to, że możemy użyć entalpii do pomiaru zmiany energii układu po reakcji, podczas gdy entropię możemy użyć do pomiaru stopnia nieuporządkowania układu po reakcji.
Podsumowanie – Entalpia kontra entropia
Entalpia i entropia to terminy termodynamiczne, których często używamy w reakcjach chemicznych. Kluczową różnicą między entalpią a entropią jest to, że entalpia to wymiana ciepła odbywa się pod stałym ciśnieniem, podczas gdy entropia daje wyobrażenie o losowości systemu.
