הכמות התרמודינמית הנקראת אנטרופיה, מסומל על ידי האות ס, קשור ל מידת הארגון של המערכת. ככל שההפרעה במערכת גדולה יותר, כך האנטרופיה גדולה יותר.
לדוגמא, דמיין שאנו מכניסים נתרן כלורי (NaCl) למים. מה שקורה הוא הניתוק היוני שלהם, שחרור יונים למים, כפי שמוצג להלן:
1 NaCl(ים) → 1 ב+(פה) + 1 קל-(פה)
שים לב כי 1 שומה של מולקולות מלח מולידה 2 שומה של יונים מנותקים. היונים בתמיסה הם לא מאורגנים יותר מאשר במוצק, מה שאומר שהאנטרופיה של מערכת זו גדלה.
ה וריאציה של אנטרופיה, ∆S, נמדד על ידי:
האנטרופיה וההפרעה במערכת קשורים לספונטניות של תהליכים פיזיים. אם האנטרופיה וההפרעה גוברים, המשמעות היא שהתהליך הוא ספונטני. לדוגמא שקול נפילת כוס, זהו תהליך ספונטני, בו הפרעת המערכת גוברת. התהליך ההפוך, כלומר שברי הזכוכית השבורה שעולים ומחזירים את הכוס, אינם מתרחשים, אינם ספונטניים ואינם הפיכים.
מקרה נוסף הוא נפילת מים מסכרים, שזה תהליך ספונטני; במקרה זה אנו יכולים להסיק כי האנטרופיה גוברת. עם זאת, המים שחוזרים מעצמם לראש הסכר אינם ספונטניים, יהיה צורך בפעולה חיצונית, כמו למשל משאבת מים כדי להשיג זאת. ואם זה היה אפשרי, האנטרופיה הייתה פוחתת.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
לָכֵן, בכל תהליך טבעי האנטרופיה של היקום או המערכת מתגברת תמיד.
ניתן למדוד את השונות של האנטרופיה במערכות איזותרמיות (באותה טמפרטורה) על ידי המשוואה הבאה:
על מה:
מהלְהַאִיץ = אנרגיה הפיכה כחום;
T = טמפרטורה.
מכיוון שהשונות באנטרופיה היא ביחס ישר לטמפרטורה, יש לנו שבטמפרטורות נמוכות יותר, חוסר הארגון יהיה פחות, ולהיפך
דרך נוספת לחשב את השונות באנטרופיה היא להתייחס אליה לחום:
השונות באנטרופיה היא פרופורציונלית ישירה לשונות באנרגיה, ומידתיות זו ניתנת על ידי הטמפרטורה T.
לדברי לורד קלווין (ויליאם תומסון, 1824-1907), אי אפשר לבנות מכונה תרמית בה כל החום מהמקור משמש באופן מלא בעבודה, כלומר התשואה שלו לעולם לא תהיה 100%. האנרגיה שמתפזרת בצורה של חום הופכת לאנטרופיה, מה שמגביר את ההפרעה במערכת.
יש לנו אז שהעלייה באנטרופיה חשובה מאוד, כי בלעדיה שום דבר לא יקרה, היא אחראית להתרחשות התופעות. זה קשור למשמעות המילה "אנטרופיה", שמגיעה מיוונית en, שפירושו "ב" ו מעד, שהוא "שינוי".
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "אנטרופיה"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/entropia.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
