Galvenā atšķirība starp entalpiju un entropiju ir tāda, ka entalpija ir siltuma pārnese, kas notiek pastāvīgā spiedienā, turpretim entropija sniedz priekšstatu par sistēmas nejaušību.
Ķīmijas studiju nolūkos mēs sadalām Visumu divās daļās kā sistēmu un apkārtējo. Jebkurā laikā daļa, kuru mēs pētīsim, ir sistēma, bet pārējais ir apkārtējais. Entalpija un entropija ir divi termini, kas apraksta reakcijas, kas notiek sistēmā un apkārtējā vidē. Gan entalpija, gan entropija ir termodinamiskā stāvokļa funkcijas.
Kas ir entalpija?
Kad notiek reakcija, tā var absorbēt vai izdalīt siltumu, un, ja mēs veicam reakciju ar pastāvīgu spiedienu, mēs to saucam par reakcijas entalpiju. Tomēr mēs nevaram izmērīt molekulu entalpiju. Tāpēc mums ir jāizmēra entalpijas izmaiņas reakcijas laikā. Mēs varam iegūt entalpijas izmaiņas (∆H) reakcijai noteiktā temperatūrā un spiedienā, atņemot reaģentu entalpiju no produktu entalpijas. Ja šī vērtība ir negatīva, reakcija ir eksotermiska. Ja vērtība ir pozitīva, tad reakcija ir endotermiska.
Attēls 01: Entalpijas maiņas un fāzes maiņas saistība
Entalpijas izmaiņas starp jebkuru reaģentu un produktu pāri nav atkarīgas no ceļa starp tiem. Turklāt entalpijas izmaiņas ir atkarīgas no reaģentu fāzes. Piemēram, kad skābekļa un ūdeņraža gāzes reaģē, veidojot ūdens tvaikus, entalpijas izmaiņas ir -483,7 kJ. Tomēr, kad tie paši reaģenti reaģē, veidojot šķidru ūdeni, entalpijas izmaiņas ir -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Kas ir entropija?
Dažas lietas notiek spontāni, citas nenotiek. Piemēram, siltums plūdīs no karsta ķermeņa uz vēsāku, bet mēs nevaram novērot pretējo, lai gan tas nepārkāpj enerģijas saglabāšanas noteikumu. Kad notiek izmaiņas, kopējā enerģija paliek nemainīga, bet tiek sadalīta atšķirīgi. Izmaiņu virzienu varam noteikt pēc enerģijas sadalījuma. Izmaiņas ir spontānas, ja tās rada lielāku nejaušību un haosu Visumā kopumā. Mēs varam izmērīt haosa, nejaušības vai enerģijas izkliedes pakāpi ar stāvokļa funkciju; mēs to nosaucam par entropiju.
Attēls 02: diagramma, kas parāda entropijas izmaiņas ar siltuma pārnesi
Otrais termodinamikas likums ir saistīts ar entropiju, un tajā teikts: "Visuma entropija palielinās spontānā procesā." Entropija un saražotā siltuma daudzums ir savstarpēji saistīti ar to, cik lielā mērā sistēma izmantoja enerģiju. Faktiski entropijas izmaiņu vai papildu traucējumu apjoms, ko izraisa noteikts siltuma daudzums q, ir atkarīgs no temperatūras. Ja jau ir ļoti karsts, neliels papildu karstums nerada daudz vairāk traucējumu, bet, ja temperatūra ir ļoti zema, tāds pats siltuma daudzums izraisīs dramatisku traucējumu pieaugumu. Tāpēc mēs to varam rakstīt šādi: (kur ds mainās entropijā, dq mainās siltumā un T ir temperatūra.
ds=dq/T
Kāda ir atšķirība starp entalpiju un entropiju?
Entalpija un entropija ir divi saistīti termini termodinamikā. Galvenā atšķirība starp entalpiju un entropiju ir tāda, ka entalpija ir siltuma pārnese, kas notiek pastāvīgā spiedienā, turpretī entropija sniedz priekšstatu par sistēmas nejaušību. Turklāt entalpija attiecas uz pirmo termodinamikas likumu, savukārt entropija attiecas uz otro termodinamikas likumu. Vēl viena svarīga atšķirība starp entalpiju un entropiju ir tā, ka mēs varam izmantot entalpiju, lai izmērītu sistēmas enerģijas izmaiņas pēc reakcijas, turpretim mēs varam izmantot entropiju, lai izmērītu sistēmas traucējumu pakāpi pēc reakcijas.
Kopsavilkums - entalpija pret entropiju
Entalpija un entropija ir termodinamiskie termini, ko mēs bieži lietojam ķīmiskās reakcijās. Galvenā atšķirība starp entalpiju un entropiju ir tāda, ka entalpija ir siltuma pārnese, kas notiek pastāvīgā spiedienā, turpretim entropija sniedz priekšstatu par sistēmas nejaušību.
