Разница между энтальпией и энтропией

ключевое отличие между энтальпией и энтропией является то, что энтальпия - это теплопередача, происходящая при постоянном давлении, тогда как энтропия дает представление о случайности системы.

Для целей изучения химии мы разделяем вселенную на две части как систему и окружающую среду. В любое время часть, которую мы собираемся изучить, - это система, а остальное окружает. Энтальпия и энтропия - два термина, описывающие реакции, происходящие в системе и в окружающей среде. И энтальпия, и энтропия являются термодинамическими функциями состояния.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое энтальпия
3. Что такое энтропия
4. Сравнение бок о бок - энтальпия против энтропии в табличной форме
5. Резюме

Что такое энтальпия?

Когда происходит реакция, она может поглощать или выделять тепло, и если мы проводим реакцию при постоянном давлении, мы называем это энтальпией реакции. Однако мы не можем измерить энтальпию молекул. Следовательно, нам нужно измерить изменение энтальпии во время реакции. Мы можем получить изменение энтальпии (∆H) для реакции при данной температуре и давлении, вычитая энтальпию реагентов из энтальпии продуктов. Если это значение отрицательно, то реакция является экзотермической. Если значение положительное, то реакция эндотермическая.

Рисунок 01: Связь между изменением энтальпии и изменением фазы

Изменение энтальпии между любой парой реагентов и продуктов не зависит от пути между ними. Более того, изменение энтальпии зависит от фазы реагентов. Например, когда газы кислорода и водорода реагируют с образованием водяного пара, изменение энтальпии составляет -483,7 кДж. Однако когда те же самые реагенты реагируют с образованием жидкой воды, изменение энтальпии составляет -571,5 кДж.

2H₂ (г) + О₂ (г) → 2Н₂O (г); ∆H = -483,7 кДж

2H₂ (г) + О₂ (г) → 2Н₂O (1); ∆H = -571,7 кДж

Что такое энтропия?

Некоторые вещи происходят спонтанно, другие нет. Например, тепло будет перетекать из горячего тела в более холодное, но мы не можем наблюдать обратное, даже если оно не нарушает правила сохранения энергии. Когда происходит изменение, полная энергия остается постоянной, но распределяется по-разному. Мы можем определить направление изменения по распределению энергии. Изменение является спонтанным, если оно приводит к большей случайности и хаосу во вселенной в целом. Мы можем измерить степень хаоса, случайности или рассеивания энергии функцией состояния; мы называем это энтропией.

Рисунок 02: Диаграмма, показывающая изменение энтропии с теплопередачей

Второй закон термодинамики связан с энтропией и гласит: «энтропия вселенной увеличивается в спонтанном процессе». Энтропия и количество выделяемого тепла связаны между собой степенью использования энергии системой. Фактически, величина изменения энтропии или дополнительного беспорядка, вызванного данным количеством тепла q, зависит от температуры. Если это уже очень жарко, немного дополнительного тепла не создает больше беспорядка, но если температура очень низкая, то же количество тепла вызовет резкое увеличение беспорядка. Поэтому мы можем записать это следующим образом: (где ds изменяется в энтропии, dq изменяется в тепле, а T - температура.

DS = DQ / T

В чем разница между энтальпией и энтропией?

Энтальпия и энтропия - два связанных термина в термодинамике. Ключевое различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что энтальпия - это передача тепла при постоянном давлении, тогда как энтропия дает представление о случайности системы. Кроме того, энтальпия относится к первому закону термодинамики, в то время как энтропия относится ко второму закону термодинамики. Другое важное различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что мы можем использовать энтальпию для измерения изменения энергии системы после реакции, тогда как мы можем использовать энтропию для измерения степени беспорядка системы после реакции.

Основная информация - энтальпия против энтропии

Энтальпия и энтропия - это термодинамические термины, которые мы часто используем в химических реакциях. Ключевое различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что энтальпия - это передача тепла при постоянном давлении, тогда как энтропия дает представление о случайности системы.

Ссылка:

1. Libretexts. «Энтальпия.» Химия LibreTexts, Национальный научный фонд, 26 ноября 2018 года. Доступно здесь  
2. Дрейк, Гордон В.Ф. "Энтропия." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 7 июня 2018 г. Доступно здесь   

Изображение предоставлено:

1. «Изменение фазы - ru» Автор: F l a n k e r, penubag - собственная работа, (Public Domain) через Commons Wikimedia  
2. «Энтропия горячая и холодная» Ибрагим Динсер и Юнус А. Ценгель - Энтропия 2001, 3 (3), 116-149; doi: 10.3390 / e3030116 http://www.mdpi.com/1099-4300/3/3/116, (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia