Pagrindinis skirtumas tarp entalpijos ir entropijos yra tas, kad entalpija yra šilumos perdavimas, vykstantis esant pastoviam slėgiui, o entropija suteikia supratimą apie sistemos atsitiktinumą.
Chemijos studijų tikslais visatą padalijame į dvi dalis kaip sistemą ir aplinką. Bet kuriuo metu dalis, kurią ketiname studijuoti, yra sistema, o visa kita – aplinka. Entalpija ir entropija yra du terminai, apibūdinantys sistemoje ir aplinkoje vykstančias reakcijas. Ir entalpija, ir entropija yra termodinaminės būsenos funkcijos.
Kas yra entalpija?
Kai vyksta reakcija, ji gali sugerti arba išskirti šilumą, o jei reakciją vykdome esant pastoviam slėgiui, tai vadiname reakcijos entalpija. Tačiau mes negalime išmatuoti molekulių entalpijos. Todėl reakcijos metu turime išmatuoti entalpijos pokytį. Reakcijos entalpijos pokytį (∆H) galime gauti tam tikroje temperatūroje ir slėgyje, iš produktų entalpijos atėmę reaguojančių medžiagų entalpiją. Jei ši vertė yra neigiama, reakcija yra egzoterminė. Jei reikšmė teigiama, reakcija yra endoterminė.
01 pav. Ryšys tarp entalpijos pokyčio ir fazės pasikeitimo
Entalpijos pokytis tarp bet kurios reagentų poros ir produktų nepriklauso nuo kelio tarp jų. Be to, entalpijos pokytis priklauso nuo reagentų fazės. Pavyzdžiui, kai deguonies ir vandenilio dujos reaguoja, kad susidarytų vandens garai, entalpijos pokytis yra -483,7 kJ. Tačiau kai tie patys reagentai reaguoja į skystą vandenį, entalpijos pokytis yra -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=–571,7 kJ
Kas yra entropija?
Kai kurie dalykai nutinka spontaniškai, kiti – ne. Pavyzdžiui, šiluma tekės iš karšto kūno į vėsesnį, tačiau negalime stebėti priešingo kūno, nors tai nepažeidžia energijos taupymo taisyklės. Kai įvyksta pokytis, bendra energija išlieka pastovi, tačiau paskirstoma skirtingai. Pokyčio kryptį galime nustatyti pagal energijos pasiskirstymą. Pokytis yra spontaniškas, jei jis sukelia didesnį atsitiktinumą ir chaosą visoje visatoje. Chaoso, atsitiktinumo ar energijos išsklaidymo laipsnį galime išmatuoti pagal būsenos funkciją; pavadiname ją entropija.
02 pav.: diagrama, rodanti entropijos pasikeitimą su šilumos perdavimu
Antrasis termodinamikos dėsnis yra susijęs su entropija ir sako: „Visatos entropija didėja spontaniškai. Entropija ir pagamintos šilumos kiekis yra susiję vienas su kitu pagal tai, kiek sistema sunaudojo energiją. Tiesą sakant, entropijos pokyčio arba papildomo sutrikimo, kurį sukelia tam tikras šilumos kiekis q, dydis priklauso nuo temperatūros. Jei jau labai karšta, šiek tiek papildomo karščio nesukelia daug daugiau sutrikimų, tačiau jei temperatūra labai žema, toks pat šilumos kiekis smarkiai padidins netvarką. Todėl galime jį parašyti taip: (kur ds keičiasi entropija, dq keičiasi šiluma, o T yra temperatūra.
ds=dq/T
Koks skirtumas tarp entalpijos ir entropijos?
Entalpija ir entropija yra du susiję termodinamikos terminai. Pagrindinis skirtumas tarp entalpijos ir entropijos yra tas, kad entalpija yra šilumos perdavimas vykstant pastoviam slėgiui, o entropija suteikia idėją apie sistemos atsitiktinumą. Be to, entalpija yra susijusi su pirmuoju termodinamikos dėsniu, o entropija – su antruoju termodinamikos dėsniu. Kitas svarbus skirtumas tarp entalpijos ir entropijos yra tas, kad mes galime naudoti entalpiją, norėdami išmatuoti sistemos energijos pokytį po reakcijos, o entropiją galime naudoti sistemos netvarkos laipsniui po reakcijos išmatuoti.
Santrauka – entalpija vs entropija
Entalpija ir entropija yra termodinaminiai terminai, kuriuos dažnai vartojame cheminėms reakcijoms. Pagrindinis skirtumas tarp entalpijos ir entropijos yra tas, kad entalpija yra šilumos perdavimas vykstant pastoviam slėgiui, o entropija suteikia supratimą apie sistemos atsitiktinumą.
