엔트로피는 시스템 장애 또는 예측 불가능 성의 정량화 가능한 척도로 설명됩니다. 이 아이디어는 시스템 내부의 열 에너지의 수송과 관련된 열역학에서 비롯됩니다. 물리학 자들은 종종 어떤 유형의 "절대 엔트로피"가 아닌 주어진 열역학적 공정에서 발생하는 엔트로피의 변화를 설명합니다.
.여기서 NP와 NR은 각각 균형 방정식에서 생성물 및 반응물의 화학량 론적 계수입니다.
인스턴스를 제공하기 위해 ΔS ° rxn은 실온에서의 반응이 될 것입니다.
엔트로피는 자발성과 관련이 있으며, 이는 열역학적 과정에서 자발성이 더 많을수록 엔트로피 또는 장애 정도가 커집니다. 다시 말해, 엔트로피는 작업으로 변형되지 않고 시스템의 장애에 기여하는 에너지의 비율을 설명합니다. 에너지는 노동을 달성 할 수있는 잠재력을 제공하기 때문에 모든 에너지가 업무를 수행하는 데 사용되는 것은 거의 불가능합니다. 엔트로피는 이것의 척도입니다.
에너지는 생성되거나 파괴 될 수 없지만 한 형태에서 다른 형태로만 변경할 수 있기 때문에 단일 위치에서 엔트로피를 상징하는 것은 불가능하므로 변화로만 측정 할 수 있으므로 엔트로피 변경을 계산해야합니다.
환경의 엔트로피 변화 계산
지금까지 관련된 모든 화학 물질의 엔트로피를 알고 있다면 특정 반응에 대한 시스템의 엔트로피 변화를 계산하는 방법을 배웠습니다. 주변 환경의 엔트로피 변화는 간단한 방정식을 사용하여 계산 될 수 있습니다.
ΔH는 반응의 엔탈피 변화이다. t는 온도입니다.
엔탈피 변화와 엔트로피 변화의 단위는 불일치합니다. 엔탈피 변화에 대한 값을 줄 때 에너지 단위는 KJ가됩니다. 그러나 엔트로피 변화는 J의 에너지 단위로 측정됩니다.
즉, 엔트로피 변경을 계산하려면 엔탈피 변경량에 1000을 곱하십시오.
따라서 -92.2 kJ mol -1의 엔탈피 변화가 있다면 -92200 j mol -1을 계산에 입력해야합니다.
.온도가 섭씨 298도라면 :
주어진 방정식에서 음성의 현재 징후는 긍정적 인 엔트로피 변화로 변화 할 수있는 음성 발열 엔탈피를 변형시킬 것이다. 또한 발열 변화는 환경을 따뜻하게하고 특정 환경과 지역에서 엔트로피를 증가시킬 것입니다.
열역학 및 엔트로피의 제 2 법칙
열역학의 두 번째 법칙은 다음과 같이 언급 될 수 있습니다. 모든 폐쇄 시스템에서 엔트로피는 일정하게 유지되거나 성장합니다.
시스템으로의 열을 증가 시키면 분자와 원자가 더 빨리 움직입니다. 폐쇄 시스템에서는 시작 조건으로 돌아 가기 위해 다른 곳에서 에너지를 가져 가거나 방출하지 않고 프로세스를 뒤집는 것이 어려울 수 있습니다. 당신은 시작했을 때보 다 전체 시스템을 "활력이 적다"는 것을 결코 만들 수 없습니다. 에너지가 갈 곳이 없습니다. 시스템의 총 엔트로피와 주변 환경은 돌이킬 수없는 과정에서 끊임없이 자랍니다.
여기에 몇 가지 예가 있습니다.
예 1 :질산 암모늄은 물에 용해 된 암모늄
그것은 결정이 파손될 때 장애가 있다는 사실에도 불구하고 발생하는 흡열 전이의 기본 예입니다. 개별 이온으로 나뉘어 물과 겔화 될 것입니다.
질산염이 용해되는 암모늄에 의해 유도 된 냉각으로 인해 주변 환경으로의 엔트로피 변화는 음성이지만, 이는 시스템 엔트로피의 상당한 상승으로 인해 상쇄 될 것입니다. 따라서 전반적인 엔트로피 변화는 긍정적이며 변화는 상상할 수 있습니다.이 경우 진정으로 자발적입니다.
예 2 :농축 에탄 산 및 결정질 암모늄 탄산염의 상호 작용
2CH3COOH + (NH4) 2CO3 → 2CH3 COONH4 + H2O + CO2
이산화탄소의 형성으로 인한 엔트로피의 증가가 주변 환경의 엔트로피 감소를 능가하기 때문에 이것은 가능한 또 다른 흡열 전이이다. 전체 엔트로피가 상승함에 따라 반응은 실행 가능하며 자발적입니다.
결론
열역학의 엔트로피에 대해 이야기 할 때, 우리는 다른 특성보다는 행동에 중점을 둡니다. 압력, 온도 및 열과 같은 다른 열역학적 변수와 연결되어 있습니다. 시스템의 평형 상태를 결정하면서 다른 모든 요소가 고려됩니다. 엔트로피는 시스템 내부에서 발생하는 분자 운동을 묘사합니다. 결과적으로, 그것은 분자 오작동의 통계적 지표 역할을합니다.
