Ključna razlika med entalpijo in entropijo je v tem, da je entalpija prenos toplote, ki poteka pri stalnem tlaku, medtem ko entropija daje idejo o naključnosti sistema.
Za študijske namene kemije delimo vesolje na dvoje kot sistem in okolico. V vsakem trenutku je del, ki ga bomo preučevali, sistem, ostalo pa okolica. Entalpija in entropija sta izraza, ki opisujeta reakcije, ki potekajo v sistemu in okolici. Entalpija in entropija sta termodinamični funkciji stanja.
Kaj je entalpija?
Ko pride do reakcije, lahko absorbira ali razvije toploto, in če reakcijo izvajamo pri konstantnem tlaku, temu rečemo reakcijska entalpija. Ne moremo pa izmeriti entalpije molekul. Zato moramo izmeriti spremembo entalpije med reakcijo. Spremembo entalpije (∆H) za reakcijo pri določeni temperaturi in tlaku lahko dobimo tako, da od entalpije produktov odštejemo entalpijo reaktantov. Če je ta vrednost negativna, je reakcija eksotermna. Če je vrednost pozitivna, je reakcija endotermna.
Slika 01: Razmerje med spremembo entalpije in spremembo faze
Sprememba entalpije med katerim koli parom reaktantov in produktov ni odvisna od poti med njimi. Poleg tega je sprememba entalpije odvisna od faze reaktantov. Na primer, ko plina kisik in vodik reagirata, da proizvedeta vodno paro, je sprememba entalpije -483,7 kJ. Ko pa isti reaktanti reagirajo, da proizvedejo tekočo vodo, je sprememba entalpije -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Kaj je entropija?
Nekatere stvari se zgodijo spontano, druge ne. Na primer, toplota bo tekla od vročega telesa k hladnejšemu, vendar ne moremo opaziti nasprotnega, čeprav to ne krši pravila ohranjanja energije. Ko pride do spremembe, skupna energija ostane nespremenjena, vendar je razdeljena drugače. Smer spremembe lahko določimo s porazdelitvijo energije. Sprememba je spontana, če povzroči večjo naključnost in kaos v vesolju kot celoti. S funkcijo stanja lahko merimo stopnjo kaosa, naključnosti ali razpršenosti energije; imenujemo jo entropija.
Slika 02: Diagram, ki prikazuje spremembo entropije s prenosom toplote
Drugi zakon termodinamike je povezan z entropijo in pravi, da se "entropija vesolja povečuje v spontanem procesu." Entropija in količina ustvarjene toplote sta med seboj povezani glede na obseg, v katerem je sistem porabil energijo. Pravzaprav je količina spremembe entropije ali dodatna motnja, ki jo povzroči določena količina toplote q, odvisna od temperature. 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. Zato ga lahko zapišemo takole: (kjer je ds spremenjeno v entropiji, dq je spremenjeno v toploti in je T temperatura.
ds=dq/T
Kakšna je razlika med entalpijo in entropijo?
Entalpija in entropija sta dva povezana pojma v termodinamiki. Ključna razlika med entalpijo in entropijo je, da je entalpija prenos toplote pri stalnem tlaku, medtem ko entropija daje idejo o naključnosti sistema. Poleg tega se entalpija nanaša na prvi zakon termodinamike, medtem ko se entropija nanaša na drugi zakon termodinamike. Druga pomembna razlika med entalpijo in entropijo je ta, da lahko uporabimo entalpijo za merjenje spremembe energije sistema po reakciji, medtem ko lahko uporabimo entropijo za merjenje stopnje nereda sistema po reakciji.
Povzetek – Entalpija proti entropiji
Entalpija in entropija sta termodinamična izraza, ki ju pogosto uporabljamo pri kemijskih reakcijah. Ključna razlika med entalpijo in entropijo je, da je entalpija prenos toplote pri stalnem tlaku, medtem ko entropija daje idejo o naključnosti sistema.
