A termodinamikai mennyiség ún entrópia, amelyet a betű jelképez s, ehhez kapcsolódik egy rendszer szervezettségének foka. Minél nagyobb a rendetlenség a rendszerben, annál nagyobb az entrópia.
Például képzeljük el, hogy nátrium-kloridot (NaCl) teszünk vízbe. Ami történik, az az ionos disszociációjuk, és ionok szabadulnak fel a vízbe, az alábbiak szerint:
1 NaCl(s) → 1 hüvelyk+(itt) + 1 Cl-(itt)
Vegye figyelembe, hogy 1 mól sómolekulából 2 mól disszociált ion keletkezik. Az oldatban lévő ionok rendezetlenebbek, mint a szilárd testben, ami azt jelenti, hogy ennek a rendszernek az entrópiája megnőtt.
AZ entrópia variáció, ∆S, mérik:
A rendszer entrópiája és rendezetlensége a fizikai folyamatok spontaneitásával függ össze. Ha az entrópia és a rendezetlenség növekszik, az azt jelenti, hogy a folyamat spontán. Vegyük például egy pohár leesését, ez egy spontán folyamat, amelyben a rendszer zavara fokozódik. Az ellenkező folyamat, vagyis a törött üvegszilánkok felemelkedése és az üveg visszanyerése nem következik be, nem spontán és visszafordíthatatlan.
Egy másik eset a víz leesése a gátakról, ami spontán folyamat; ebben az esetben azt a következtetést vonhatjuk le, hogy az entrópia növekszik. A gát tetejére azonban magától visszatérő víz nem spontán, ehhez külső beavatkozásra, például vízszivattyúra lenne szükség. És ha lehetséges, az entrópia csökkenne.
Ezért, bármely természetes folyamatban az Univerzum vagy a rendszer entrópiája mindig növekszik.
Az entrópia változása (azonos hőmérsékletű) izoterm rendszerekben a következő egyenlettel is mérhető:
Minek:
mitfordulat = energia reverzibilisen hőként;
T = hőmérséklet.
Mivel az entrópia változása egyenesen arányos a hőmérséklettel, alacsonyabb hőmérsékleten kisebb lesz a szétesés, és fordítva.
Az entrópia változásának kiszámításának másik módja a hőhöz való viszonyítás:
Az entrópia változása egyenesen arányos az energia változásával, és ezt az arányosságot a T hőmérséklet adja.
Lord Kelvin (William Thomson, 1824-1907) szerint lehetetlen olyan hőmotort építeni, amelyben a forrásból származó hőt teljes mértékben felhasználják a munkában, vagyis soha nem lesz hozama 100%. A hő formájában disszipált energia entrópiává alakul, növelve a rendszer rendezetlenségét.
Megvan tehát, hogy az entrópia növekedése nagyon fontos, mert enélkül semmi sem történne, ez a felelős a jelenségek bekövetkezéséért. Ez összefügg az entrópia szó jelentésével, amely a görögből származik hu, ami azt jelenti, hogy "benn" és megbotlik, ami a „változás”.
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett