Entropi. Koncept och beräkning av entropin i ett system

Den termodynamiska kvantiteten som kallas entropi, symboliserad av bokstaven s, är relaterat till grad av organisation av ett system. Ju större oordning i systemet, desto större entropi.

Föreställ dig till exempel att vi lägger natriumklorid (NaCl) i vatten. Vad som händer är deras joniska dissociation, som släpper ut joner i vattnet, som visas nedan:

1 NaCl(s) → 1 In+(här) + 1 Cl-(här)

Observera att 1 mol saltmolekyler ger upphov till 2 mol dissocierade joner. Jonerna i lösningen är mer oorganiserade än i det fasta ämnet, vilket innebär att entropin i detta system har ökat.

DE entropi variation, ∆S, mäts med:

Förhållandet mellan entropi och oordning i ett system

Entropi och störningar i ett system har att göra med fysikaliska processers spontanitet. Om entropi och oordning ökar betyder det att processen är spontan. Tänk till exempel på att ett glas faller, det här är en spontan process där störningen i systemet ökar. Den motsatta processen, det vill säga att de brutna glasskärmarna går upp och återvinner glaset, inträffar inte, är inte spontant och är irreversibelt.

Att ett glas faller är en oåterkallelig process

Ett annat fall är fallet av vatten från dammar, vilket är en spontan process; i det här fallet kan vi dra slutsatsen att entropin ökar. Emellertid är vattnet som återvänder av sig själv till toppen av dammen inte spontant, en extern åtgärd skulle behövas, såsom en vattenpump för att åstadkomma detta. Och om det var möjligt skulle entropin minska.

Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)

 Därför, i varje naturlig process ökar alltid universums eller systemet entropi.

Variationen av entropi kan också mätas i isotermiska system (med samma temperatur) med följande ekvation:

 Matematisk formel för beräkning av entropivariation

På vad:

Vadvarv = energi reversibelt som värme;
 T = temperatur.

Eftersom variationen i entropi är direkt proportionell mot temperaturen har vi att vid lägre temperaturer kommer desorganisationen att vara mindre, och tvärtom

Ett annat sätt att beräkna variationen i entropi är att relatera den till värme:

Matematisk formel för förhållandet mellan energivariation och entropivariation

Variationen i entropi är direkt proportionell mot variationen i energi, och denna proportionalitet ges av temperaturen T.

Enligt Lord Kelvin (William Thomson, 1824-1907) är det omöjligt att bygga en termisk maskin där all värme från källan används fullt ut i arbetet, det vill säga dess avkastning kommer aldrig att bli 100%. Energin som släpps ut i form av värme omvandlas till entropi, vilket ökar störningen i systemet.

 Vi har då att ökningen av entropi är mycket viktig, för utan det skulle ingenting hända, det är ansvarigt för förekomsten av fenomenen. Detta är relaterat till betydelsen av ordet ”entropi”, som kommer från grekiska sv, vilket betyder "in" och snubblar, vilket är ”förändring”.


Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Vill du hänvisa till texten i ett skola eller akademiskt arbete? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Entropi"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/entropia.htm. Åtkomst den 28 juni 2021.

Van't Hoff-faktor. Joniska lösningar och Van't Hoff-faktorn

O Van't Hoff Factor (i) används för att beräkna och analysera kolligativa effekter (förändring av...

read more
Typer av korrosion. De tre typerna av korrosion

Typer av korrosion. De tre typerna av korrosion

"Korrosion" är en kemisk term som ofta används i vardagen för att hänvisa till process av total, ...

read more
Homogena och heterogena kemiska balanser

Homogena och heterogena kemiska balanser

När reversibla reaktioner når en punkt där hastigheten med vilken produkter bildas (direkt reakti...

read more