엔트로피는 열역학적 시스템의 무작위성을 측정하는 데 사용되는 상태 기능 중 하나입니다. 엔트로피는 일반적으로 엔트로피의 전반적인 변화를 계산하기 위해 시스템과 주변 환경에 대해 측정됩니다.
∆S =ssystem - 주변
또는
∆S =sfinal - S 초기
또는
∆S =S2-S1
전체 엔트로피를 측정하기 위해 초기 및 최종 상태 엔트로피 값의 차이 만 계산할 수 있습니다. 에너지와 엔트로피는 관련이 있지만 다른 용어입니다. 에너지는 일반적으로 에너지 보존 법에 따라 보존됩니다. 에너지는 생성 될 수없고 파괴 될 수 없지만 한 형태에서 다른 형태로 변환 될 수 있습니다. 에너지와 달리 엔트로피는 보존되지 않으며 엔트로피 보존의 원칙은 없습니다.
엔트로피는 물리적 특성이며, 그 값은 시스템 상태가 변경되는 경우에만 변경 될 수 있습니다. 따라서 시스템 상태에 변화가없는 경우 엔트로피의 변화는 0 (∆S =0)입니다.
내용 브리핑
시스템의 엔트로피는 무질서한 ness의 척도입니다. 시스템의 엔트로피는 시스템의 무작위성이 증가함에 따라 증가합니다. 엔트로피는 고체의 값이 가장 적고 기체 입자의 최대 값이 될 수 있습니다.
제로 엔트로피 조건
제로 엔트로피 조건을 절대 제로 조건이라고도합니다. 이 조건은 절대 제로 온도에서 순수하고 완벽하게 결정질 고체에서 관찰됩니다. 이 진술은 열역학의 제 3 법칙에서 나온 것입니다. 절대 제로 온도는 섭씨 -273 도의 온도 또는 0 켈빈이 가장 적은 움직임으로 입자가 이동하거나 얼어 붙지 않으면 시스템이 매우 많이 순서대로 알려지며 엔트로피는 모든 입자의 상태를 알 수있는 경우 0으로 간주됩니다. 그러나 모든 자연 과정이 자발적이고 엔트로피 방향의 증가를 향해 이동하기 때문에 제로 엔트로피 조건은 불가능합니다. 최소 엔트로피 조건은 입자가 움직임을 보이지 않고 평균 위치에서 진동하는 많은 고체에서 달성 될 수 있습니다.
예 :제로 켈빈에서 완벽하게 결정질 고체
최소 엔트로피 조건 :엔트로피는 시스템을 더 많이 주문하고 에너지가 적은 경우 시스템의 최소 값을 차지할 수 있습니다. 엔트로피의 감소가 관찰되는 과정은 동결, 응축 및 응고입니다. 이 모든 프로세스는 자발적이지 않습니다.
- 동결 :액체가 냉장고에서 고체 얼음으로 얼어 붙으면 입자가 서로 가까워지고 더 많이 주문되어 초기 상태에 비해 최종 상태의 엔트로피가 줄어 듭니다. 이것은 에너지를 공급함으로써 수행되는 자발적인 과정이며 자체적으로 이루어지지 않습니다.
- 응축 :액체가 가열되면 증기로 변하고 더 이상 에너지가 공급되지 않으면 증기는 냉각을 시작하고 시스템이 덜 순서대로 정렬 된 형태로 상태를 변경하는 액체 액 적으로 변합니다. 따라서 엔트로피가 감소합니다.
- 응고 :고체의 증기 입자가 냉각되어 고체 가열에 의해 형성되면 시스템의 엔트로피가 감소합니다. 증기 형태와 비교하여 고체 형태의 입자는 더 순서가 높고 무작위가 적으므로 엔트로피는 값이 낮습니다.
최대 엔트로피 조건 :엔트로피는 외부 지원없이 자발적이고 자연적으로 발생하는 프로세스에서 최대 값에 도달 할 수 있습니다. 과정에는 용융, 기화 또는 증발, 승화가 포함됩니다.
- 용융 :용융은 고체를 액체 형태로 바꾸는 과정입니다. 예- 냉장고 외부에 배치 된 얼음 큐브가 녹기 시작하고 시간 내에 액체가 형성됩니다. 얼음에는 고정 된 모양과 결정질을 차지하는 순서대로 입자 또는 분자가 있지만 액체 입자는 자유롭고 무작위로 이동할 수 있습니다. 이 과정은 시스템의 엔트로피를 증가시키고 자발적인 과정을 증가시킵니다.
- 증발 :기화는 액체를 증기 형태로 바꾸는 과정입니다. 예- 열 에너지를 사용하여 물을 끓일 때, 입자는 에너지를 얻고, 서로 멀리 떨어져 있으며, 연속 무작위 운동으로 존재합니다. 시스템의 엔트로피가 증가합니다.
- 승화 :승화는 고체를 가열하는 과정이며 액체를 형성하지 않고 직접 증기 형태로 변합니다. 이 과정에서 시스템은 고체 형태에서 증기 형태로 변경되며, 여기서 우리는 무작위성이 증가하는 것을 관찰하여 엔트로피가 증가합니다.
무한 엔트로피
우주의 최대 엔트로피는 S =10123KB에 도달하거나 오늘날의 기존 엔트로피보다 100 중량의 한 배에 도달 할 수 있습니다. 가장 사용할 수없는 에너지와 에너지 품질 이후 엔트로피의 최대 한계는 없습니다.
결론
시스템의 엔트로피는 시스템과 주변의 다양한 물질 요인에 의존하는 상대적 가치입니다. 우리는 엔트로피에 한계가 있다고 말할 수 없습니다. 따라서 엔트로피는 조건에 따라 값을 가질 수 있습니다.
