Klíčový rozdíl mezi entalpií a entropií je v tom, že entalpie je přenos tepla probíhající při konstantním tlaku, zatímco entropie dává představu o náhodnosti systému.
Pro studijní účely v chemii rozdělujeme vesmír na dva jako systém a okolí. V každém okamžiku je část, kterou budeme studovat, systém a zbytek je obklopující. Entalpie a entropie jsou dva pojmy popisující reakce probíhající v systému a okolí. Entalpie i entropie jsou termodynamické stavové funkce.
Co je entalpie?
Když probíhá reakce, může absorbovat nebo vyvíjet teplo, a pokud reakci provádíme za konstantního tlaku, nazýváme to entalpie reakce. Nemůžeme však měřit entalpii molekul. Proto potřebujeme změřit změnu entalpie během reakce. Změnu entalpie (∆H) pro reakci při dané teplotě a tlaku získáme odečtením entalpie reaktantů od entalpie produktů. Pokud je tato hodnota záporná, pak je reakce exotermická. Pokud je hodnota kladná, pak je reakce endotermická.
Obrázek 01: Vztah mezi změnou entalpie a fázovou změnou
Změna entalpie mezi libovolným párem reaktantů a produktů je nezávislá na cestě mezi nimi. Navíc změna entalpie závisí na fázi reaktantů. Například, když plynný kyslík a vodík reagují za vzniku vodní páry, je změna entalpie -483,7 kJ. Když však stejné reaktanty reagují za vzniku kapalné vody, změna entalpie je -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (G); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (1); ∆H=-571,7 kJ
Co je to entropie?
Některé věci se dějí spontánně, jiné ne. Například teplo bude proudit z horkého tělesa do chladnějšího, ale nemůžeme pozorovat opak, i když to neporušuje pravidlo zachování energie. Když dojde ke změně, celková energie zůstává konstantní, ale je rozdělena jinak. Rozložením energie můžeme určit směr změny. Změna je spontánní, pokud vede k větší náhodnosti a chaosu ve vesmíru jako celku. Můžeme měřit míru chaosu, náhodnosti nebo rozptýlení energie stavovou funkcí; nazýváme to jako entropie.
Obrázek 02: Diagram znázorňující změnu entropie s přenosem tepla
Druhý termodynamický zákon souvisí s entropií a říká: „entropie vesmíru roste spontánním procesem“. Entropie a množství generovaného tepla spolu souvisí rozsahem, v jakém systém využíval energii. Ve skutečnosti závisí množství změny entropie nebo zvláštní poruchy způsobené daným množstvím tepla q na teplotě. Pokud je již velmi horko, trocha tepla navíc nevyvolá větší nepořádek, ale pokud je teplota velmi nízká, stejné množství tepla způsobí dramatický nárůst nepořádku. Můžeme to tedy napsat následovně: (kde ds se mění v entropii, dq se mění v teple a T je teplota.
ds=dq/T
Jaký je rozdíl mezi entalpií a entropií?
Entalpie a entropie jsou dva související pojmy v termodynamice. Klíčový rozdíl mezi entalpií a entropií je v tom, že entalpie je přenos tepla při konstantním tlaku, zatímco entropie poskytuje představu o náhodnosti systému. Kromě toho se entalpie vztahuje k prvnímu zákonu termodynamiky, zatímco entropie se vztahuje k druhému zákonu termodynamiky. Dalším důležitým rozdílem mezi entalpií a entropií je to, že entalpii můžeme použít k měření změny energie systému po reakci, zatímco entropii můžeme použít k měření stupně neuspořádanosti systému po reakci.
Shrnutí – Entalpie vs Entropie
Entalpie a entropie jsou termodynamické termíny, které často používáme u chemických reakcí. Klíčový rozdíl mezi entalpií a entropií je v tom, že entalpie je přenos tepla při konstantním tlaku, zatímco entropie dává představu o náhodnosti systému.
