SLOBODA JE ODGOVORNOST

24/09/2022

SLOBODA JE ODGOVORNOST

DEFINICIJA ENTROPIJE

Entropija je važan koncept u fizici i kemiji, plus može se primijeniti na druge discipline, uključujući kozmologiju i ekonomiju. U fizici je dio termodinamike. U kemiji, to je temeljni koncept fizičke kemije.

Ključni podaci: Entropija

  • Entropija je mjera slučajnosti ili poremećaja sustava.
  • Vrijednost entropije ovisi o masi sustava. Označava se slovom S i ima jedinice džula po kelvinu.
  • Entropija može imati pozitivnu ili negativnu vrijednost. Prema drugom zakonu termodinamike, entropija sustava može se smanjiti samo ako se entropija drugog sustava povećava.

Definicija entropije

Entropija je mjera neuređenosti sustava. To je opsežno svojstvo termodinamičkog sustava, što znači da se njegova vrijednost mijenja ovisno o količini materije koja je prisutna. U jednadžbama se entropija obično označava slovom S i ima jedinice džula po kelvinu (J⋅K −1 ) ili kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅K −1 . Visoko uređeni sustav ima nisku entropiju.

Entropijska jednadžba i izračun

Postoji više načina za izračunavanje entropije, ali dvije najčešće jednadžbe su za reverzibilne termodinamičke procese i izotermne (konstantne temperature) procese.

Entropija reverzibilnog procesa

Prilikom izračuna entropije reverzibilnog procesa napravljene su određene pretpostavke. Vjerojatno najvažnija pretpostavka je da je svaka konfiguracija unutar procesa jednako vjerojatna (što zapravo možda i nije). Uz jednaku vjerojatnost ishoda, entropija je jednaka Boltzmannovoj konstanti (k B) pomnoženoj s prirodnim logaritmom broja mogućih stanja (W):

S = k B ln W

Boltzmannova konstanta je 1,38065 × 10−23 J/K.

Entropija izotermnog procesa

Račun se može koristiti za pronalaženje integrala dQ / T od početnog stanja do konačnog stanja, gdje je Q toplina, a T apsolutna (Kelvinova) temperatura sustava.

Drugi način da se to kaže je da je promjena entropije ( ΔS ) jednaka promjeni topline ( ΔQ ) podijeljenoj s apsolutnom temperaturom ( T ):

ΔS = ΔQ / T

Entropija i unutarnja energija

U fizikalnoj kemiji i termodinamici, jedna od najkorisnijih jednadžbi povezuje entropiju s unutarnjom energijom (U) sustava:

dU = T dS – p dV

Ovdje je promjena unutarnje energije dU jednaka apsolutnoj temperaturi T pomnoženoj s promjenom entropije minus vanjski tlak p i promjenom volumena V.

Entropija i drugi zakon termodinamike

Drugi zakon termodinamike kaže da se ukupna entropija zatvorenog sustava ne može smanjiti. Međutim, unutar sustava, entropija jednog sustava može se smanjiti povećanjem entropije drugog sustava.

Entropija i toplinska smrt svemira

Neki znanstvenici predviđaju da će se entropija svemira povećati do točke u kojoj slučajnost stvara sustav nesposoban za koristan rad. Kada ostane samo toplinska energija, reklo bi se da je svemir umro od toplinske smrti.

Međutim, drugi znanstvenici osporavaju teoriju toplinske smrti. Neki kažu da se svemir kao sustav sve više udaljava od entropije čak i kada se područja unutar njega povećavaju u entropiji. Drugi smatraju svemir dijelom većeg sustava. Drugi pak kažu da moguća stanja nemaju jednaku vjerojatnost, pa obične jednadžbe za izračunavanje entropije ne vrijede.

Primjer entropije

Blokada leda će rasti u entropiji kako se otapa. Lako je vizualizirati povećanje poremećaja u sustavu. Led se sastoji od molekula vode povezanih jedna s drugom u kristalnu rešetku. Kako se led topi, molekule dobivaju više energije, šire se dalje i gube strukturu kako bi tvorile tekućinu. Slično, promjena faze iz tekućine u plin, kao iz vode u paru, povećava energiju sustava.

S druge strane, energija se može smanjiti. To se događa kada para mijenja fazu u vodu ili kada voda prelazi u led. Drugi zakon termodinamike nije narušen jer materija nije u zatvorenom sustavu. Dok se entropija sustava koji se proučava može smanjiti, entropija okoliša raste.

Entropija i vrijeme

Entropija se često naziva strelicom vremena jer materija u izoliranim sustavima ima tendenciju kretati od reda do nereda.

Izvor: ThoughtCo

Izvori:

  • Atkins, Peter; Julio De Paula (2006). Fizička kemija (8. izd.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-870072-2.
  • Chang, Raymond (1998). Kemija (6. izd.). New York: McGraw Hill. ISBN 978-0-07-115221-1.
  • Clausius, Rudolf (1850). O pokretačkoj snazi ​​topline i zakonima koji se iz nje mogu izvesti za teoriju topline . Poggendorffov Annalen der Physick , LXXIX (Pretisak u Doveru). ISBN 978-0-486-59065-3.
  • Landsberg, PT (1984). “Mogu li se entropija i “red” povećati zajedno?”. Pisma iz fizike . 102A (4): 171–173. doi: 10.1016/0375-9601(84)90934-4
  • Watson, JR; Carson, EM (svibanj 2002.). ” Razumijevanje entropije i Gibbsove slobodne energije studenata preddiplomskih studija .” Sveučilišno kemijsko obrazovanje . 6 (1): 4. ISSN 1369-5614
Prijašnja objava

DEFINIRANJE ENERGIJE KONCEPTOM ENTROPIJE

Slijedeća objava

ABORTUS KAO MORALNA ODREDNICA DRUŠTVA

Možda će Vas interesirati i ovo:

DANI DALMATINSKOG PRŠUTA I VINA

Manifestacija ‘Dani Dalmatinskog pršuta i vina’, gdje se predstavljaju izlagači pršuta i vina uz ostalu bogatu ponudu domaćih proizvoda iz Hrvatske te Bosne i Hercegovine, koja se nekoliko godina za redom održavala u ruralnom ambijentu […]

REINKARNACIJA NE POSTOJI

Mnogi su ljudi duboko zainteresirani da saznaju što se događa kada umru. Cijele religije izgrađene su oko teorija o zagrobnom životu. Kršćanstvo i islam obećavaju posebna mjesta na koja treba otići, dok budizam propisuje oslobađanje […]