Израз "ентропија" односи се на поремећај или хаос у систему. Што је ентропија већа, то је већи и поремећај. Ентропија постоји у физици и хемији, али се такође може рећи да постоји у људским организацијама или ситуацијама. Генерално, системи теже већој ентропији; у ствари, према други закон термодинамике, ентропија изолованог система се никада не може спонтано смањити. Овај пример проблема показује како се израчунава промена ентропије околине система након хемијске реакције при константној температури и притиску.
Шта се мења у ентропији значи
Прво, приметите да никад не рачунате ентропију, С, већ промените ентропију, ΔС. Ово је мера поремећаја или случајности у систему. Када је ΔС позитиван, то значи да је околина повећана ентропија. Реакција је била егзотермна или ексергонска (под претпоставком да се енергија може ослобађати у облицима осим топлоте). Када се ослобађа топлота, енергија повећава кретање атома и молекула, што доводи до повећаног поремећаја.
Када је ΔС негативан, то значи да је ентропија околине смањена или да је околина стекла ред. Негативна промена ентропије извлачи топлоту (ендотермичну) или енергију (ендергоницну) из окружења, што смањује случајност или хаос.
Важна ствар коју треба имати на уму је да су вредности за ΔС за околина! То је питање гледишта. Ако промените течну воду у водену пару, ентропија се повећава за воду, иако се смањује за околину. Још је збуњујуће ако узмете у обзир реакцију изгарања. С једне стране, чини се да би разбијање горива на његове компоненте повећало поремећај, али реакција укључује и кисеоник, који ствара и друге молекуле.
Пример ентропије
Израчунајте ентропију окружења за следеће две реакције.
а.) Ц2Х8(г) + 5 02(г) → 3 ЦО2(г) + 4Х2О (г)
ΔХ = -2045 кЈ
б.) Х2О (л) → Х2О (г)
ΔХ = +44 кЈ
Решење
Промјена ентропије околине после хемијске реакције при константном притиску и температури може се изразити формулом
ΔСсурр = -ΔХ / Т
где
ΔСсурр је промена ентропије околине
-ΔХ је топлота реакције
Т = Апсолутна температура у Келвину
Реакција а
ΔСсурр = -ΔХ / Т
ΔСсурр = - (- 2045 кЈ) / (25 + 273)
** Не заборавите да претворите ° Ц у К **
ΔСсурр = 2045 кЈ / 298 К
ΔСсурр = 6,86 кЈ / К или 6860 Ј / К
Имајте на уму повећање околне ентропије пошто је реакција била егзотермна. Егзотермна реакција је означена позитивном ΔС вредношћу. То значи да се у околину испуштала топлота или да је животна средина добијала енергију. Ова реакција је пример а реакција сагоревања. Ако препознате овај тип реакције, увијек бисте требали очекивати егзотермну реакцију и позитивну промјену ентропије.
Реакција б
ΔСсурр = -ΔХ / Т
ΔСсурр = - (+ 44 кЈ) / 298 К
ΔСсурр = -0,15 кЈ / К или -150 Ј / К
Овој реакцији је била потребна енергија из окружења да би се наставила и смањила ентропија околине. Негативна ΔС вредност указује на насталу ендотермичку реакцију која је апсорбовала топлоту из околине.
Одговор:
Промена ентропије околине реакције 1 и 2 износила је 6860 Ј / К и -150 Ј / К респективно.