Kľúčový rozdiel medzi entalpiou a entropiou je v tom, že entalpia je prenos tepla prebiehajúci pri konštantnom tlaku, zatiaľ čo entropia dáva predstavu o náhodnosti systému.
Pre študijné účely v chémii rozdeľujeme vesmír na dva ako systém a okolie. V každom čase ideme študovať systém a zvyšok je okolo. Entalpia a entropia sú dva pojmy popisujúce reakcie prebiehajúce v systéme a okolí. Entalpia aj entropia sú termodynamické stavové funkcie.
Čo je entalpia?
Keď prebieha reakcia, môže absorbovať alebo vyvíjať teplo, a ak reakciu vykonávame pri konštantnom tlaku, nazývame to entalpiou reakcie. Nemôžeme však merať entalpiu molekúl. Preto musíme merať zmenu entalpie počas reakcie. Zmenu entalpie (∆H) pre reakciu pri danej teplote a tlaku môžeme získať odpočítaním entalpie reaktantov od entalpie produktov. Ak je táto hodnota záporná, potom je reakcia exotermická. Ak je hodnota kladná, reakcia je endotermická.
Obrázok 01: Vzťah medzi zmenou entalpie a fázovou zmenou
Zmena entalpie medzi ľubovoľným párom reaktantov a produktov je nezávislá od dráhy medzi nimi. Okrem toho zmena entalpie závisí od fázy reaktantov. Napríklad, keď plynný kyslík a vodík reagujú za vzniku vodnej pary, zmena entalpie je -483,7 kJ. Keď však rovnaké reaktanty reagujú za vzniku kvapalnej vody, zmena entalpie je -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (1); ∆H=-571,7 kJ
Čo je to entropia?
Niektoré veci sa dejú spontánne, iné nie. Napríklad teplo bude prúdiť z horúceho telesa do chladnejšieho, ale nemôžeme pozorovať opak, aj keď to neporušuje pravidlo zachovania energie. Keď dôjde k zmene, celková energia zostáva konštantná, ale je rozdelená inak. Smer zmeny môžeme určiť distribúciou energie. Zmena je spontánna, ak vedie k väčšej náhodnosti a chaosu vo vesmíre ako celku. Stupeň chaosu, náhodnosti alebo rozptýlenia energie môžeme merať pomocou funkcie stavu; nazývame to ako entropia.
Obrázok 02: Diagram znázorňujúci zmenu entropie s prenosom tepla
Druhý zákon termodynamiky súvisí s entropiou a hovorí, že „entropia vesmíru sa spontánne zvyšuje“. Entropia a množstvo vytvoreného tepla sa navzájom spájajú podľa rozsahu, v akom systém využíval energiu. V skutočnosti množstvo zmeny entropie alebo mimoriadnej poruchy spôsobenej daným množstvom tepla q závisí od teploty. Ak je už veľmi horúco, trochu tepla navyše nevytvorí oveľa viac neporiadku, ale ak je teplota veľmi nízka, rovnaké množstvo tepla spôsobí dramatický nárast neporiadku. Preto to môžeme zapísať nasledovne: (kde ds sa mení v entropii, dq sa mení v teple a T je teplota.
ds=dq/T
Aký je rozdiel medzi entalpiou a entropiou?
Entalpia a entropia sú dva súvisiace pojmy v termodynamike. Kľúčový rozdiel medzi entalpiou a entropiou je v tom, že entalpia je prenos tepla, ktorý prebieha pri konštantnom tlaku, zatiaľ čo entropia poskytuje predstavu o náhodnosti systému. Okrem toho sa entalpia týka prvého zákona termodynamiky, zatiaľ čo entropia sa týka druhého zákona termodynamiky. Ďalším dôležitým rozdielom medzi entalpiou a entropiou je, že entalpiu môžeme použiť na meranie zmeny energie systému po reakcii, zatiaľ čo entropiu môžeme použiť na meranie stupňa neusporiadanosti systému po reakcii.
Zhrnutie – Entalpia vs entropia
Entalpia a entropia sú termodynamické pojmy, ktoré často používame pri chemických reakciách. Kľúčový rozdiel medzi entalpiou a entropiou je v tom, že entalpia je prenos tepla, ktorý prebieha pri konštantnom tlaku, zatiaľ čo entropia dáva predstavu o náhodnosti systému.
