Entropi. Koncept och beräkning av ett systems entropi

Den termodynamiska storheten kallas entropi, symboliserad med bokstaven s, är relaterat till graden av organisation av ett system. Ju större oordningen i systemet, desto större entropin.

Föreställ dig till exempel att vi lägger natriumklorid (NaCl) i vatten. Vad som händer är deras joniska dissociation, som frigör 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 lösning är mer oorganiserade än i det fasta, vilket betyder att entropin i detta system har ökat.

DE entropivariation, ∆S, mäts med:

Förhållandet mellan entropi och störning i ett system

Entropin och oordningen i ett system har att göra med de fysiska processernas spontanitet. Om entropi och störning ökar betyder det att processen är spontan. Tänk till exempel på ett glas fall, detta är en spontan process, där störningen i systemet ökar. Den motsatta processen, det vill säga att de krossade glasskärvorna går upp och återvinner glaset, inträffar inte, är inte spontan och är irreversibel.

Fallande glas är en oåterkallelig process

Ett annat fall är vattenfall från dammar, vilket är en spontan process; i detta fall kan vi dra slutsatsen att entropin ökar. Vattnet som återgår av sig självt till toppen av dammen är dock inte spontant, en extern åtgärd skulle behövas, såsom en vattenpump för att åstadkomma detta. Och om det var möjligt skulle entropin minska.

 Därför, i alla naturliga processer ökar alltid universums eller systemets 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 blir desorganiseringen mindre, och vice versa

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

Matematisk formel för sambandet mellan energiförändring och entropiförändring

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 motor där all värme från källan används fullt ut i arbetet, det vill säga dess avkastning kommer aldrig att bli det 100%. Energin som försvinner i form av värme omvandlas till entropi, vilket ökar störningen i systemet.

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


Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Proteinstrukturer. Typer av proteinstrukturer

Proteinstrukturer. Typer av proteinstrukturer

På proteiner är makromolekyler bildade genom den successiva föreningen av aminosyror, vilka är fö...

read more
Togo. Togo-data

Togo. Togo-data

Det smala territoriet Togo, cirka 100 kilometer brett, ligger i den västra delen av den afrikansk...

read more
Bitcoin, virtuella pengar. Bitcoin

Bitcoin, virtuella pengar. Bitcoin

Bitcoin (BTC) är ett slags kryptovaluta, eller virtuell valuta, skapad 2009. Till skillnad från k...

read more