Differenza tra entalpia e entropia

Il differenza fondamentale tra entalpia ed entropia è quella l'entalpia è il trasferimento di calore che avviene in una pressione costante mentre l'entropia dà un'idea della casualità di un sistema.

Per gli scopi di studio in chimica, dividiamo l'universo in due come sistema e circondante. In qualsiasi momento, la parte che andremo a studiare è il sistema, e il resto è intorno. Entalpia ed entropia sono due termini che descrivono le reazioni che si verificano in un sistema e nell'ambiente circostante. Entrambe l'entalpia e l'entropia sono funzioni dello stato termodinamico.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è l'entalpia
3. Cos'è l'entropia
4. Confronto affiancato - Entalpia vs Entropia in forma tabulare
5. Sommario

Cos'è l'entalpia?

Quando una reazione ha luogo, può assorbire o evolvere il calore e se eseguiamo la reazione a pressione costante, la chiamiamo l'entalpia della reazione. Tuttavia, non possiamo misurare l'entalpia delle molecole. Pertanto, dobbiamo misurare il cambiamento nell'entalpia durante una reazione. Possiamo ottenere il cambiamento di entalpia (ΔH) per una reazione in una data temperatura e pressione sottraendo l'entalpia dei reagenti dall'entalpia dei prodotti. Se questo valore è negativo, la reazione è esotermica. Se il valore è positivo, la reazione è endotermica.

Figura 01: Relazione tra variazione di entalpia e cambiamento di fase

Il cambiamento di entalpia tra qualsiasi coppia di reagenti e prodotti è indipendente dal percorso tra di loro. Inoltre, il cambiamento di entalpia dipende dalla fase dei reagenti. Ad esempio, quando i gas dell'ossigeno e dell'idrogeno reagiscono per produrre vapore acqueo, il cambiamento dell'entalpia è di -483,7 kJ. Tuttavia, quando gli stessi reagenti reagiscono per produrre acqua liquida, il cambiamento di entalpia è di -571,5 kJ.

2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (g); ΔH = -483,7 kJ

2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (l); ΔH = -571,7 kJ

Cos'è l'entropia?

Alcune cose accadono spontaneamente, altre no. Ad esempio, il calore fluirà da un corpo caldo a uno più freddo, ma non possiamo osservare il contrario anche se non viola la regola di conservazione dell'energia. Quando si verifica un cambiamento, l'energia totale rimane costante ma viene parcellizzata in modo diverso. Possiamo determinare la direzione del cambiamento attraverso la distribuzione di energia. Un cambiamento è spontaneo se porta a una maggiore casualità e caos nell'universo nel suo complesso. Possiamo misurare il grado di caos, casualità o dispersione di energia attraverso una funzione di stato; lo chiamiamo come entropia.

Figura 02: Un diagramma che mostra la modifica in entropia con trasferimento di calore

La seconda legge della termodinamica è correlata all'entropia, e dice, "l'entropia dell'universo aumenta in un processo spontaneo." L'entropia e la quantità di calore generato si relazionano l'un l'altro dalla misura in cui il sistema utilizzava l'energia. In effetti, la quantità di cambiamento di entropia o disturbo extra causato da una data quantità di calore q dipende dalla temperatura. Se è già molto caldo, un po 'di calore in più non crea molto più disordine, ma se la temperatura è molto bassa, la stessa quantità di calore causerà un drammatico aumento del disordine. Pertanto, possiamo scrivere come segue: (dove ds è cambiato in entropia, dq è cambiato in calore e T è temperatura.

ds = dq / T

Qual è la differenza tra entalpia e entropia?

Entalpia ed entropia sono due termini correlati in termodinamica. La differenza chiave tra entalpia ed entropia è che l'entalpia è il trasferimento di calore avviene in una pressione costante mentre l'entropia dà un'idea della casualità di un sistema. Inoltre, l'entalpia si riferisce alla prima legge della termodinamica mentre l'entropia si riferisce alla seconda legge della termodinamica. Un'altra importante differenza tra entalpia ed entropia è che possiamo usare l'entalpia per misurare il cambiamento di energia del sistema dopo la reazione, mentre possiamo usare l'entropia per misurare il grado di disordine del sistema dopo la reazione.

Riepilogo - Entalpia vs Entropia

L'entalpia e l'entropia sono termini termodinamici che usiamo spesso con reazioni chimiche. La differenza chiave tra entalpia ed entropia è che l'entalpia è il trasferimento di calore avviene in una pressione costante mentre l'entropia dà un'idea della casualità di un sistema.

Riferimento:

1. Libretexts. "Entalpia". Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26 novembre 2018. Disponibile qui  
2. Drake, Gordon W.F. "Entropia". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 7 giugno 2018. Disponibile qui   

Cortesia dell'immagine:

1. "Phase change - it" di F l a n k e r, penubag - Own work, (Public Domain) tramite Commons Wikimedia  
2. "Entropy Hot to Cold" di Ibrahim Dincer e Yunus A. Cengel - Entropy 2001, 3 (3), 116-149; doi: 10.3390 / e3030116 http://www.mdpi.com/1099-4300/3/3/116, (CC BY 3.0) attraverso Commons Wikimedia