Ключевое различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что энтальпия - это теплопередача, происходящая при постоянном давлении, тогда как энтропия дает представление о хаотичности системы.
Для целей изучения химии мы делим Вселенную на две части: систему и окружающую среду. В любой момент часть, которую мы будем изучать, - это система, а остальное - окружающие. Энтальпия и энтропия - два термина, описывающие реакции, происходящие в системе и окружающей среде. И энтальпия, и энтропия являются термодинамическими функциями состояния.
Что такое энтальпия?
Когда происходит реакция, она может поглощать или выделять тепло, и если мы проводим реакцию при постоянном давлении, мы называем это энтальпией реакции. Однако мы не можем измерить энтальпию молекул. Следовательно, нам необходимо измерить изменение энтальпии в ходе реакции. Мы можем получить изменение энтальпии (∆H) реакции при данной температуре и давлении, вычитая энтальпию реагентов из энтальпии продуктов. Если это значение отрицательное, то реакция экзотермическая. Если значение положительное, то реакция эндотермическая.
Рисунок 01: Взаимосвязь между изменением энтальпии и изменением фазы
Изменение энтальпии между любой парой реагентов и продуктов не зависит от пути между ними. Кроме того, изменение энтальпии зависит от фазы реагентов. Например, когда газообразные кислород и водород реагируют с образованием водяного пара, изменение энтальпии составляет -483,7 кДж. Однако когда те же реагенты реагируют с образованием жидкой воды, изменение энтальпии составляет -571.5 кДж.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (грамм); ∆H=-483,7 кДж
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (л); ∆H=-571,7 кДж
Что такое энтропия?
Что-то происходит спонтанно, что-то нет. Например, теплота будет перетекать от горячего тела к более холодному, но мы не можем наблюдать обратное, хотя это и не нарушает правила сохранения энергии. Когда происходит изменение, полная энергия остается постоянной, но распределяется по-разному. Мы можем определить направление изменения по распределению энергии. Изменение является спонтанным, если оно приводит к большей случайности и хаосу во Вселенной в целом. Мы можем измерить степень хаоса, случайности или рассеивания энергии с помощью функции состояния; мы называем это энтропией.
Рисунок 02: Диаграмма, показывающая изменение энтропии при теплопередаче
Второй закон термодинамики связан с энтропией и гласит: «энтропия Вселенной увеличивается в самопроизвольном процессе». Энтропия и количество генерируемого тепла связаны друг с другом степенью, в которой система использовала энергию. Фактически величина изменения энтропии или дополнительного беспорядка, вызванного данным количеством тепла q, зависит от температуры. Если уже очень жарко, небольшое количество дополнительного тепла не создаст большего беспорядка, но если температура очень низкая, такое же количество тепла вызовет резкое увеличение беспорядка. Следовательно, мы можем записать это следующим образом: (где ds изменяется в энтропии, dq изменяется в тепле, а T - температура.
ds=dq/T
В чем разница между энтальпией и энтропией?
Энтальпия и энтропия - два связанных термина в термодинамике. Ключевое различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что энтальпия - это передача тепла при постоянном давлении, тогда как энтропия дает представление о хаотичности системы. Кроме того, энтальпия относится к первому закону термодинамики, а энтропия относится ко второму закону термодинамики. Другое важное различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что мы можем использовать энтальпию для измерения изменения энергии системы после реакции, тогда как мы можем использовать энтропию для измерения степени беспорядка системы после реакции.
Резюме – Энтальпия против энтропии
Энтальпия и энтропия - это термодинамические термины, которые мы часто используем применительно к химическим реакциям. Ключевое различие между энтальпией и энтропией заключается в том, что энтальпия - это передача тепла при постоянном давлении, тогда как энтропия дает представление о хаотичности системы.
