Põhierinevus konfiguratsiooni entroopia ja termilise entroopia vahel seisneb selles, et konfiguratsioonientroopia viitab tööle ilma temperatuurivahetuseta, samas kui termiline entroopia viitab tööle, mida tehakse temperatuurivahetusega.
Selles osas on entroopia termodünaamilise süsteemi juhuslikkuse mõõt. Juhuslikkuse suurenemine viitab entroopia suurenemisele ja vastupidi.
Mis on konfiguratsioonientroopia?
Konfiguratsioonientroopia on osa süsteemi entroopiast, mis on seotud selle koostisosade osakeste diskreetsete esinduspositsioonidega. See võib kirjeldada arvukaid viise, kuidas segus olevad aatomid või molekulid võivad kokku pakkida. Siin võivad segud olla sulam, klaas või mõni muu tahke aine. Veelgi enam, see termin võib viidata ka molekuli konformatsioonide arvule või magneti spinnkonfiguratsioonide arvule. Seetõttu viitab see termin sellele, et see võib viidata süsteemi kõikidele võimalikele konfiguratsioonidele.
Tavaliselt on sama aine erinevatel konfiguratsioonidel sama suurus ja energia. Seetõttu saame konfiguratsioonilise entroopia arvutamiseks kasutada järgmist seost. Seda nimetatakse Boltzmanni entroopia valemiks:
S=kBlnW
Konfiguratsiooni entroopia annab "S", kus kB on Boltzmanni konstant ja W on aine võimalike konfiguratsioonide arv.
Mis on termiline entroopia?
Soojusentroopia on termodünaamilise süsteemi ulatuslik omadus. Mõned asjad juhtuvad spontaanselt, teised mitte. Näiteks soojus voolab kuum alt keh alt jahedamasse, kuid me ei saa täheldada vastupidist, kuigi see ei riku energia jäävuse seadust. Kui toimub muutus, jääb koguenergia konstantseks, kuid jaguneb erinev alt. Seega saame energia jaotuse järgi määrata muutuse suuna. Samuti on muutus spontaanne, kui see toob kaasa suurema juhuslikkuse ja kaose universumis tervikuna. Ja me saame mõõta kaose, juhuslikkuse või energia hajumise astet olekufunktsiooni abil; nimetame seda entroopiaks.
Joonis 01: Steami temperatuuri-entroopia diagramm
Termodünaamika teine seadus on seotud entroopiaga ja ütleb: „Universumi entroopia suureneb spontaanse protsessi käigus.” Entroopia ja tekkiv soojushulk on omavahel seotud selle järgi, kui suures ulatuses süsteem energiat kasutab. Tegelikult sõltub antud soojushulga q põhjustatud entroopia muutuse või täiendava häire suurus temperatuurist. Seega, kui see on juba väga kuum, ei tekita lisasoojus palju rohkem häireid, kuid kui temperatuur on väga madal, põhjustab sama palju soojust häireid dramaatiliselt.
Mis vahe on konfiguratsioonientroopial ja termilisel entroopial?
Konfiguratsioonilise entroopia ja termilise entroopia peamine erinevus seisneb selles, et konfiguratsioonientroopia viitab tööle ilma temperatuurivahetuseta, samas kui termiline entroopia viitab tööle, mida tehakse temperatuurivahetusega. Teisisõnu, konfiguratsiooni entroopial puudub temperatuurivahetus, samas kui termiline entroopia põhineb temperatuurimuutusel.
Allpool toodud infograafik võtab kokku erinevuse konfiguratsiooni entroopia ja termilise entroopia vahel.
Kokkuvõte – konfiguratsioonientroopia vs termiline entroopia
Entroopia on termodünaamilise süsteemi juhuslikkuse mõõt. Juhuslikkuse suurenemine viitab entroopia suurenemisele ja vastupidi. Peamine erinevus konfiguratsiooni entroopia ja termilise entroopia vahel on see, et konfiguratsiooni entroopia viitab tööle ilma temperatuurivahetuseta, samas kui termiline entroopia viitab tööle, mida tehakse temperatuurivahetusega.
