Kľúčový rozdiel medzi konfiguračnou entropiou a tepelnou entropiou je v tom, že konfiguračná entropia sa vzťahuje na prácu vykonanú bez výmeny teploty, zatiaľ čo tepelná entropia sa vzťahuje na prácu vykonanú s výmenou teploty.
V tomto je entropia mierou náhodnosti termodynamického systému. Zvýšenie náhodnosti sa vzťahuje na zvýšenie entropie a naopak.
Čo je konfiguračná entropia?
Konfiguračná entropia je časť entropie systému, ktorá súvisí s diskrétnymi reprezentatívnymi polohami častíc, ktoré ho tvoria. Môže popisovať početné spôsoby, akými sa môžu atómy alebo molekuly v zmesi zbaliť. Tu môžu byť zmesi zliatiny, sklo alebo akékoľvek iné pevné látky. Okrem toho sa tento výraz môže vzťahovať aj na počet konformácií molekuly alebo počet spinových konfigurácií v magnete. Preto tento výraz naznačuje, že sa môže vzťahovať na všetky možné konfigurácie systému.
Rôzne konfigurácie tej istej látky majú zvyčajne rovnakú veľkosť a energiu. Preto môžeme na výpočet konfiguračnej entropie použiť nasledujúci vzťah. Je pomenovaný ako Boltzmannov vzorec entropie:
S=kBlnW
Konfiguračná entropia je daná „S“, kde kB je Boltzmannova konštanta a W je počet možných konfigurácií látky.
Čo je tepelná entropia?
Tepelná entropia je rozsiahla vlastnosť termodynamického systému. Niektoré veci sa dejú spontánne, iné nie. Napríklad teplo bude prúdiť z horúceho telesa do chladnejšieho, ale opak nemôžeme pozorovať, aj keď to neporušuje zákon zachovania energie. Keď dôjde k zmene, celková energia zostáva konštantná, ale je rozdelená inak. Smer zmeny teda vieme určiť distribúciou energie. Tiež zmena je spontánna, ak vedie k väčšej náhodnosti a chaosu vo vesmíre ako celku. A môžeme merať stupeň chaosu, náhodnosti alebo rozptýlenia energie pomocou funkcie stavu; nazývame to ako entropia.
Obrázok 01: Diagram teploty a entropie pre Steam
Druhý termodynamický zákon súvisí s entropiou a hovorí: „Entropia vesmíru sa zvyšuje spontánnym procesom. Entropia a množstvo vytvoreného tepla sú vo vzájomnom vzťahu podľa rozsahu, v akom systém využíva energiu. V skutočnosti množstvo zmeny entropie alebo mimoriadnej poruchy spôsobenej daným množstvom tepla q závisí od teploty. Ak je teda už veľmi horúco, trochu tepla navyše nevytvorí oveľa väčší neporiadok, ale ak je teplota veľmi nízka, rovnaké množstvo tepla spôsobí dramatický nárast neporiadku.
Aký je rozdiel medzi konfiguračnou entropiou a tepelnou entropiou?
Kľúčový rozdiel medzi konfiguračnou entropiou a tepelnou entropiou je v tom, že konfiguračná entropia sa vzťahuje na prácu vykonanú bez výmeny teploty, zatiaľ čo tepelná entropia sa vzťahuje na prácu vykonanú s výmenou teploty. Inými slovami, konfiguračná entropia nemá žiadnu výmenu teploty, zatiaľ čo tepelná entropia je založená na zmene teploty.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi konfiguračnou entropiou a tepelnou entropiou.
Zhrnutie – Konfiguračná entropia verzus tepelná entropia
Entropia je miera náhodnosti termodynamického systému. Zvýšenie náhodnosti sa týka zvýšenia entropie a naopak. Kľúčový rozdiel medzi konfiguračnou entropiou a tepelnou entropiou je v tom, že konfiguračná entropia sa vzťahuje na prácu vykonanú bez výmeny teploty, zatiaľ čo tepelná entropia sa vzťahuje na prácu vykonanú s výmenou teploty.
