Ključna razlika med konfiguracijsko entropijo in toplotno entropijo je, da se konfiguracijska entropija nanaša na delo, opravljeno brez izmenjave temperature, medtem ko se toplotna entropija nanaša na delo, opravljeno z izmenjavo temperature.
V tem je entropija merilo naključnosti termodinamičnega sistema. Povečanje naključnosti se nanaša na povečanje entropije in obratno.
Kaj je konfiguracijska entropija?
Konfiguracijska entropija je del entropije sistema, ki je povezan z diskretnimi reprezentativnimi položaji njegovih sestavnih delcev. Lahko opisuje številne načine, kako se lahko atomi ali molekule v zmesi združijo. Tu so lahko mešanice zlitine, steklo ali katera koli druga trdna snov. Poleg tega se ta izraz lahko nanaša tudi na število konformacij molekule ali število spinskih konfiguracij v magnetu. Zato ta izraz nakazuje, da se lahko nanaša na vse možne konfiguracije sistema.
Običajno imajo različne konfiguracije iste snovi enako velikost in energijo. Zato lahko za izračun konfiguracijske entropije uporabimo naslednje razmerje. Imenuje se kot Boltzmannova entropijska formula:
S=kBlnW
Konfiguracijska entropija je podana s “S”, kjer je kB Boltzmannova konstanta in W število možnih konfiguracij snovi.
Kaj je toplotna entropija?
Toplotna entropija je obsežna lastnost termodinamičnega sistema. Nekatere stvari se zgodijo spontano, druge ne. Na primer, toplota bo tekla od vročega telesa k hladnejšemu, vendar nasprotnega ne moremo opaziti, čeprav to ne krši zakona o ohranitvi energije. Ko pride do spremembe, skupna energija ostane nespremenjena, vendar je razdeljena drugače. Tako lahko s porazdelitvijo energije določimo smer spremembe. Prav tako je sprememba spontana, če vodi v večjo naključnost in kaos v vesolju kot celoti. In lahko izmerimo stopnjo kaosa, naključnosti ali razpršenosti energije s funkcijo stanja; imenujemo jo entropija.
Slika 01: Temperaturno-entropijski diagram za Steam
Drugi zakon termodinamike je povezan z entropijo in pravi, da »entropija vesolja narašča v spontanem procesu. Entropija in količina ustvarjene toplote sta med seboj povezani z obsegom, v katerem sistem uporablja energijo. Pravzaprav je količina spremembe entropije ali dodatna motnja, ki jo povzroči določena količina toplote q, odvisna od temperature. Torej, če je že zelo vroče, malo dodatne toplote ne povzroči veliko več nereda, če pa je temperatura zelo nizka, bo enaka količina toplote povzročila dramatično povečanje nereda.
Kakšna je razlika med konfiguracijsko entropijo in toplotno entropijo?
Ključna razlika med konfiguracijsko entropijo in toplotno entropijo je, da se konfiguracijska entropija nanaša na delo, opravljeno brez izmenjave temperature, medtem ko se toplotna entropija nanaša na delo, opravljeno z izmenjavo temperature. Z drugimi besedami, konfiguracijska entropija nima izmenjave temperature, medtem ko toplotna entropija temelji na spremembi temperature.
Spodnja infografika povzema razliko med konfiguracijsko entropijo in toplotno entropijo.
Povzetek – Konfiguracijska entropija proti toplotni entropiji
Entropija je merilo naključnosti termodinamičnega sistema. Povečanje naključnosti se nanaša na povečanje entropije in obratno. Ključna razlika med konfiguracijsko entropijo in toplotno entropijo je, da se konfiguracijska entropija nanaša na delo, opravljeno brez izmenjave temperature, medtem ko se toplotna entropija nanaša na delo, opravljeno z izmenjavo temperature.
