Ključna razlika između entalpije i entropije je u tome što je entalpija prijenos topline koji se odvija pri konstantnom tlaku, dok entropija daje ideju o nasumičnosti sustava.
Za potrebe proučavanja kemije, svemir dijelimo na dva dijela kao sustav i okolinu. U svakom trenutku dio koji ćemo proučavati je sustav, a ostalo je okruženje. Entalpija i entropija su dva pojma koja opisuju reakcije koje se odvijaju u sustavu i okolini. I entalpija i entropija su termodinamičke funkcije stanja.
Što je entalpija?
Kada se odvija reakcija, ona može apsorbirati ili razviti toplinu, a ako reakciju provodimo pri konstantnom tlaku, to nazivamo entalpija reakcije. Međutim, ne možemo mjeriti entalpiju molekula. Stoga moramo mjeriti promjenu entalpije tijekom reakcije. Promjenu entalpije (∆H) za reakciju pri danoj temperaturi i tlaku možemo dobiti oduzimanjem entalpije reaktanata od entalpije proizvoda. Ako je ta vrijednost negativna, tada je reakcija egzotermna. Ako je vrijednost pozitivna, reakcija je endotermna.
Slika 01: Odnos između promjene entalpije i promjene faze
Promjena entalpije između bilo kojeg para reaktanata i proizvoda neovisna je o putu između njih. Štoviše, promjena entalpije ovisi o fazi reaktanata. Na primjer, kada plinovi kisik i vodik reagiraju stvarajući vodenu paru, promjena entalpije je -483,7 kJ. Međutim, kada isti reaktanti reagiraju i proizvode tekuću vodu, promjena entalpije je -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Što je entropija?
Neke stvari se dogode spontano, druge ne. Na primjer, toplina će teći od vrućeg tijela prema hladnijem, ali ne možemo uočiti suprotno iako to ne krši pravilo očuvanja energije. Kada dođe do promjene, ukupna energija ostaje konstantna, ali se drugačije raspoređuje. Smjer promjene možemo odrediti raspodjelom energije. Promjena je spontana ako dovodi do veće slučajnosti i kaosa u svemiru kao cjelini. Možemo mjeriti stupanj kaotičnosti, nasumičnosti ili raspršenosti energije funkcijom stanja; nazivamo je entropijom.
Slika 02: Dijagram koji prikazuje promjenu entropije s prijenosom topline
Drugi zakon termodinamike povezan je s entropijom i kaže da se "entropija svemira povećava u spontanom procesu." Entropija i količina proizvedene topline međusobno su povezani prema opsegu do kojeg je sustav koristio energiju. Zapravo, količina promjene entropije ili dodatnog poremećaja uzrokovanog određenom količinom topline q ovisi o temperaturi. Ako je već jako vruće, malo dodatne topline ne stvara mnogo više nereda, ali ako je temperatura vrlo niska, ista količina topline prouzročit će dramatično povećanje nereda. Stoga to možemo napisati na sljedeći način: (gdje se ds mijenja u entropiji, dq se mijenja u toplini, a T je temperatura.
ds=dq/T
Koja je razlika između entalpije i entropije?
Entalpija i entropija dva su povezana pojma u termodinamici. Ključna razlika između entalpije i entropije je ta što je entalpija prijenos topline koji se odvija u stalnom tlaku, dok entropija daje ideju o slučajnosti sustava. Štoviše, entalpija se odnosi na prvi zakon termodinamike, dok se entropija odnosi na drugi zakon termodinamike. Još jedna važna razlika između entalpije i entropije je da entalpiju možemo koristiti za mjerenje promjene energije sustava nakon reakcije, dok entropiju možemo koristiti za mjerenje stupnja poremećaja sustava nakon reakcije.
Sažetak – Entalpija naspram entropije
Entalpija i entropija su termodinamički pojmovi koje često koristimo s kemijskim reakcijama. Ključna razlika između entalpije i entropije je u tome što je entalpija prijenos topline koji se odvija pri konstantnom tlaku, dok entropija daje ideju o nasumičnosti sustava.
