Põhiline erinevus entalpia ja entroopia vahel on see, et entalpia on soojusülekanne, mis toimub konstantsel rõhul, samas kui entroopia annab aimu süsteemi juhuslikkusest.
Keemia õppimise eesmärgil jagame universumi kaheks süsteemiks ja ümbritsevaks. Igal ajal on see osa, mida me uurime, süsteem ja ülejäänu on ümbritsev. Entalpia ja entroopia on kaks terminit, mis kirjeldavad süsteemis ja ümbritsevas keskkonnas toimuvaid reaktsioone. Nii entalpia kui ka entroopia on termodünaamilised olekufunktsioonid.
Mis on entalpia?
Kui reaktsioon toimub, võib see neelata või eraldada soojust ja kui me teostame reaktsiooni konstantsel rõhul, nimetame seda reaktsiooni entalpiaks. Kuid me ei saa mõõta molekulide entalpiat. Seetõttu peame mõõtma entalpia muutust reaktsiooni ajal. Reaktsiooni entalpia muutuse (∆H) saame antud temperatuuril ja rõhul, lahutades reaktiivide entalpia produktide entalpiast. Kui see väärtus on negatiivne, on reaktsioon eksotermiline. Kui väärtus on positiivne, on reaktsioon endotermiline.
Joonis 01: Entalpiamuutuse ja faasimuutuse suhe
Entalpia muutus mis tahes reaktiivide ja produktide paari vahel ei sõltu nendevahelisest teest. Veelgi enam, entalpia muutus sõltub reagentide faasist. Näiteks kui hapnik ja vesinik gaasid reageerivad veeauru tekkeks, on entalpia muutus -483,7 kJ. Kui aga samad reagendid reageerivad vedela vee saamiseks, on entalpia muutus -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Mis on entroopia?
Mõned asjad juhtuvad spontaanselt, teised mitte. Näiteks soojus voolab kuum alt keh alt jahedamasse, kuid vastupidist ei saa täheldada, kuigi see ei riku energia jäävuse reeglit. Kui toimub muutus, jääb koguenergia konstantseks, kuid jaguneb erinev alt. Muutuse suuna saame määrata energia jaotuse järgi. Muutus on spontaanne, kui see toob kaasa suurema juhuslikkuse ja kaose universumis tervikuna. Kaose, juhuslikkuse või energia hajumise astet saame mõõta olekufunktsiooni abil; nimetame seda entroopiaks.
Joonis 02: diagramm, mis näitab entroopia muutust soojusülekandega
Termodünaamika teine seadus on seotud entroopiaga ja ütleb: "Universumi entroopia suureneb spontaanse protsessi käigus." Entroopia ja toodetud soojushulk on omavahel seotud selle järgi, kui suurel määral süsteem energiat kasutas. Tegelikult sõltub antud soojushulga q põhjustatud entroopia muutuse või täiendava häire suurus temperatuurist. Kui on juba väga palav, ei tekita natukene lisakuumust palju rohkem häireid, aga kui temperatuur on väga madal, põhjustab sama kuumus häire järsu suurenemise. Seetõttu võime selle kirjutada järgmiselt: (kus ds muutub entroopias, dq muutub soojuses ja T on temperatuur.
ds=dq/T
Mis vahe on entalpial ja entroopial?
Entalpia ja entroopia on termodünaamikas kaks omavahel seotud terminit. Peamine erinevus entalpia ja entroopia vahel on see entalpia on see, et soojusülekanne toimub konstantsel rõhul, samas kui entroopia annab aimu süsteemi juhuslikkusest. Veelgi enam, entalpia on seotud termodünaamika esimese seadusega, samas kui entroopia on seotud termodünaamika teise seadusega. Teine oluline erinevus entalpia ja entroopia vahel on see, et me saame entalpia abil mõõta süsteemi energia muutust pärast reaktsiooni, samas kui entroopia abil saame mõõta süsteemi ebakorrapärasuse astet pärast reaktsiooni.
Kokkuvõte – entalpia vs entroopia
Entalpia ja entroopia on termodünaamilised terminid, mida kasutame sageli keemiliste reaktsioonide puhul. Peamine erinevus entalpia ja entroopia vahel on see entalpia on see, et soojusülekanne toimub konstantsel rõhul, samas kui entroopia annab aimu süsteemi juhuslikkusest.
