Diferența cheie dintre entalpie și entropie este că entalpia este transferul de căldură care are loc la o presiune constantă, în timp ce entropia oferă o idee despre aleatorietatea unui sistem.
În scopul studiului în chimie, împărțim universul în două ca sistem și înconjurător. În orice moment, partea pe care urmează să o studiem este sistemul, iar restul este înconjurător. Entalpia și entropia sunt doi termeni care descriu reacțiile care au loc într-un sistem și în jur. Atât entalpia, cât și entropia sunt funcții de stare termodinamice.
Ce este entalpia?
Când are loc o reacție, aceasta poate absorbi sau degaja căldură, iar dacă desfășurăm reacția la presiune constantă, o numim entalpia reacției. Cu toate acestea, nu putem măsura entalpia moleculelor. Prin urmare, trebuie să măsurăm modificarea entalpiei în timpul unei reacții. Putem obține modificarea de entalpie (∆H) pentru o reacție la o temperatură și presiune date prin scăderea entalpia reactanților din entalpia produselor. Dacă această valoare este negativă, atunci reacția este exotermă. Dacă valoarea este pozitivă, atunci reacția este endotermă.
Figura 01: Relația dintre modificarea entalpiei și schimbarea de fază
Schimbarea entalpiei dintre orice pereche de reactanți și produse este independentă de calea dintre ei. Mai mult, modificarea entalpiei depinde de faza reactanților. De exemplu, atunci când gazele de oxigen și hidrogen reacționează pentru a produce vapori de apă, modificarea entalpiei este de -483,7 kJ. Cu toate acestea, atunci când aceiași reactanți reacționează pentru a produce apă lichidă, modificarea entalpiei este -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Ce este entropia?
Unele lucruri se întâmplă spontan, altele nu. De exemplu, căldura va curge de la un corp fierbinte la unul mai rece, dar nu putem observa contrariul chiar dacă nu încalcă regula conservării energiei. Când are loc o schimbare, energia totală rămâne constantă, dar este repartizată diferit. Putem determina direcția schimbării prin distribuția energiei. O schimbare este spontană dacă duce la o mai mare aleatorie și haos în universul în ansamblu. Putem măsura gradul de haos, aleatoriu sau dispersare a energiei printr-o funcție de stare; o numim ca entropia.
Figura 02: O diagramă care arată modificarea entropiei cu transferul de căldură
A doua lege a termodinamicii este legată de entropie și spune că „entropia universului crește într-un proces spontan”. Entropia și cantitatea de căldură generată se leagă între ele prin măsura în care sistemul a folosit energie. De fapt, cantitatea de modificare a entropiei sau dezordinea suplimentară cauzată de o anumită cantitate de căldură q depinde de temperatură. Dacă este deja foarte cald, un pic de căldură suplimentară nu creează mult mai multă dezordine, dar dacă temperatura este foarte scăzută, aceeași cantitate de căldură va provoca o creștere dramatică a dezordinei. Prin urmare, îl putem scrie după cum urmează: (unde ds este modificat în entropie, dq este modificat în căldură și T este temperatura.
ds=dq/T
Care este diferența dintre entalpie și entropie?
Entalpia și entropia sunt doi termeni înrudiți în termodinamică. Diferența cheie dintre entalpie și entropie este că entalpia este transferul de căldură care are loc la o presiune constantă, în timp ce entropia oferă o idee despre aleatorietatea unui sistem. Mai mult, entalpia se referă la prima lege a termodinamicii, în timp ce entropia se referă la a doua lege a termodinamicii. O altă diferență importantă între entalpie și entropie este că putem folosi entalpia pentru a măsura modificarea energiei sistemului după reacție, în timp ce putem folosi entropia pentru a măsura gradul de dezordine a sistemului după reacție.
Rezumat – Entalpie vs Entropie
Entalpia și entropia sunt termeni termodinamici pe care îi folosim adesea cu reacțiile chimice. Diferența cheie dintre entalpie și entropie este că entalpia este transferul de căldură care are loc la o presiune constantă, în timp ce entropia oferă o idee despre aleatorietatea unui sistem.
