Σημασία της Εντροπίας της Σύντηξης

Σε ένα σύστημα, η εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία ποσότητα θερμότητας που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ωφελήσει το σύστημα είναι η εντροπία του. Καθώς η μοριακή κίνηση είναι η πηγή της εργασίας, η εντροπία είναι επίσης ένα μέτρο αταξίας ή τυχαίας. Η θερμότητα που απορροφάται όταν ένα mole μιας ουσίας λιώνει στο σημείο τήξεώς της αντιστρέψιμα είναι η γραμμομοριακή θερμότητα της σύντηξης. ∆S =∆Hf / Tf είναι ο τύπος αλλαγής εντροπίας. Tf είναι η θερμοκρασία τήξης, ενώ ΔHf είναι η μοριακή θερμότητα σύντηξης. Επειδή η τιμή της εντροπίας ή της αλλαγής εντροπίας εξαρτάται από την ουσία που υπάρχει σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα, η εντροπία υποδεικνύεται με το γράμμα «S». Η εντροπία είναι μια συναρπαστική έννοια, καθώς αμφισβητεί την έννοια της πλήρους μεταφοράς θερμότητας. Βοηθά στην επανερμηνεία του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής.

Χαρακτηριστικά εντροπίας

Παρακάτω δίνονται μερικά από τα βασικά χαρακτηριστικά της εντροπίας ενός θερμοδυναμικού συστήματος:

• Η τάση του Κόσμου να κινείται προς την αταξία ή το απρόβλεπτο είναι γνωστή ως εντροπία.
• Η εντροπία είναι συνάρτηση της ενθαλπίας ή της ποσότητας θερμότητας που μπορεί να μετατραπεί σε έργο.
• Η μάζα ενός θερμοδυναμικού συστήματος επηρεάζει την εντροπία. Είναι μια ευρεία ποιότητα, καθώς είναι ανεξάρτητη από την ανταλλαγή θερμότητας ή τη διαδρομή μετατροπής θερμότητας.
• Η εντροπία του σύμπαντος συνεχίζει να αυξάνεται.
• Η αδιαβατική διεργασία έχει σταθερή εντροπία επειδή η αλλαγή στην εντροπία είναι μηδέν.

Ερμηνείες εντροπίας

• Ο Von Neumann χρησιμοποίησε έναν πίνακα πυκνότητας για να επεκτείνει την έννοια της εντροπίας στον κβαντικό τομέα στην κβαντική στατιστική μηχανική.
• Αναφέρεται σε ένα μέτρο του πόσο αποτελεσματικά ένα σύστημα μεταδίδει ένα σήμα ή την ποσότητα των πληροφοριών που χάνονται σε ένα μεταδιδόμενο σήμα στο πλαίσιο της θεωρίας πληροφοριών.
• Στα δυναμικά συστήματα, η εντροπία αντιπροσωπεύει την αυξανόμενη πολυπλοκότητα ενός συστήματος. Υπολογίζει επίσης τον μέσο ρυθμό ροής πληροφοριών ανά μονάδα χρόνου.
• Σύμφωνα με την κοινωνιολογία, η εντροπία είναι η κοινωνική φθορά ή η φυσική φθορά της δομής ενός κοινωνικού συστήματος (όπως νόμος, οργάνωση και σύμβαση).
• Η τάση του Κόσμου να προσεγγίζει μια κατάσταση μέγιστης ομοιογένειας αναφέρεται ως εντροπία στην κοσμολογία. Μια σταθερή θερμοκρασία συνεπάγεται σταθερή εντροπία.

Εντροπία σύντηξης

• Τα στερεά λιώνουν σε υγρά καθώς αυξάνεται η εντροπία τους. Η αλλαγή φάσης αυξάνει την εντροπία αυξάνοντας την ελευθερία κινήσεων των μορίων.
• Η εντροπία της σύντηξης υπολογίζεται διαιρώντας την ενθαλπία της σύντηξης με το σημείο τήξης (θερμοκρασία σύντηξης).

∆fusS=∆fusH / Tf

• Μια φυσική διαδικασία (όπως η σύντηξη) θα συμβεί όταν η ελεύθερη ενέργεια Gibbs αλλάξει αρνητικά.
• Τις περισσότερες φορές, το ∆fusS είναι θετικό.

Εξαίρεση

• Η εντροπία της σύντηξης είναι αρνητική για το ήλιο-3 σε θερμοκρασίες κάτω από 0,3 K. Η εντροπία της σύντηξης είναι επίσης αρνητική για το ήλιο-4 σε θερμοκρασίες κάτω από 0,8 K.

Σημασία

Η εντροπία της σύντηξης είναι συνήθως η αλλαγή στην τυχαιότητα που συνοδεύεται όταν μια στερεή ουσία λιώνει ή συντήκεται σε ένα υγρό. Η εντροπία αυξάνεται κατά τη διαδικασία σύντηξης. Η εντροπία μετρά τη θερμική ενέργεια ανά θερμοκρασία οποιασδήποτε φυσικής διαδικασίας. Η εντροπία της σύντηξης μπορεί να παρατηρηθεί στις φυσικές αλλαγές της καθημερινής ζωής, όπως το λιώσιμο της ζάχαρης, το λιώσιμο του αλατιού κ.λπ. Η εντροπία αυτής της διαδικασίας μας λέει εάν η αντίδραση είναι αυθόρμητη ή μη. Κατά τη διάρκεια της εντροπίας της σύντηξης, τα στερεά σωματίδια που είναι στενά διατεταγμένα απομακρύνονται κερδίζοντας θερμική ενέργεια, απομακρύνονται πολύ και γίνονται πιο τυχαία. Η θερμική ενέργεια που απορροφάται σπάει τις διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των στερεών σωματιδίων. Η εντροπία της σύντηξης είναι διαφορετική για διαφορετικές ουσίες. Με την εντροπία των τιμών σύντηξης, μπορούμε να καταλάβουμε πόσο εύκολα μια ουσία μπορεί να μετατραπεί από τη στερεή φάση στην υγρή φάση. Η εντροπία της σύντηξης δεν είναι πάντα αυθόρμητη, αλλά μερικές φορές μπορεί να είναι μη αυθόρμητη.

Παράδειγμα:Το λιώσιμο του πάγου ή του ξηρού πάγου είναι μια αυθόρμητη διαδικασία που συμβαίνει φυσικά.

Η τήξη χρυσού, σιδήρου κ.λπ., χρειάζεται ένα ορισμένο ποσό ενέργειας που είναι περίπου ίσο με τα σημεία τήξης τους.

Συμπέρασμα

Η ενθαλπία σύντηξης μιας ουσίας, γνωστή και ως (λανθάνουσα) θερμότητα σύντηξης, είναι η αλλαγή στην ενθαλπία που προκύπτει όταν παρέχεται ενέργεια, συνήθως θερμότητα, σε μια καθορισμένη ποσότητα της ουσίας για να αλλάξει την κατάστασή της από στερεό σε υγρό. υπό συνεχή πίεση.