Để hiểu nhiệt động lực học, entanpi và entropi là hai khái niệm nền tảng mà không ai có thể bỏ qua. Biết được sự khác biệt giữa entanpi và entropi không chỉ giúp chúng ta vượt qua kỳ thi khoa học mà còn đưa ra lời giải thích hợp lý cho nhiều quá trình mà chúng ta chứng kiến trong cuộc sống hàng ngày. Từ sự thay đổi các giai đoạn đến sự chuyển giao năng lượng ở một trạng thái duy nhất, nhiệt động lực học có thể giải thích tất cả điều đó.
Enthalpy vs Entropy
Sự khác biệt giữa entanpi và entropi là entanpi là phép đo tổng năng lượng của một hệ là tổng của nội năng và tích của áp suất và thể tích. Mặt khác, entropi là lượng nhiệt năng trong một hệ thống không có sẵn để chuyển đổi thành công.
Entanpi của hệ nhiệt động lực học được định nghĩa là một hàm trạng thái được tính toán ở áp suất không đổi (khí quyển mở lớn). Đơn vị của entanpi giống với năng lượng, tức là J trong đơn vị SI vì nó là tổng của nội năng của hệ và tích của áp suất và sự thay đổi thể tích. Tổng entanpi của một hệ thống không thể được đo trực tiếp. Vì vậy, chúng tôi đo lường sự thay đổi trong entanpi của một hệ thống.
Nói một cách dễ hiểu, entropy là thước đo của sự ngẫu nhiên hoặc hỗn loạn trong một hệ thống. Nó là một thuộc tính mở rộng có nghĩa là giá trị của entropi thay đổi theo lượng vật chất có trong hệ thống. Nếu một hệ thống có thứ tự cao (ít hỗn loạn) thì nó có entropy thấp và ngược lại. Đơn vị SI của entropy là J⋅K−1.
Bảng so sánh giữa Enthalpy và Entropy
| Các thông số so sánh | Enthalpy | Sự hỗn loạn |
| Sự định nghĩa | Entanpi là tổng nội năng và tích của áp suất và thể tích của một hệ nhiệt động lực học. | Entropy là lượng nhiệt năng của một hệ không có sẵn để chuyển đổi thành công cơ học hoặc công hữu ích. |
| Đo đạc | Tổng entanpi của một hệ thống không thể được đo trực tiếp, do đó chúng tôi tính toán sự thay đổi trong entanpi. | Đo entropi của một hệ thống đề cập đến lượng rối loạn hoặc hỗn loạn hiện diện trong một hệ thống nhiệt động lực học. |
| Bài học | Đơn vị SI của entanpi giống như đơn vị năng lượng do đó có thể đo bằng J. | Đơn vị SI của entropi đối với khối lượng đơn vị là J⋅K−1⋅kg−1 và đối với entropi trên một đơn vị lượng chất là J⋅K−1⋅mol−1. |
| Biểu tượng | Entanpi được ký hiệu là H. | Entropy được ký hiệu là S. |
| Môn lịch sử | Một nhà khoa học tên là Heike Kamerlingh Onnes đã đặt ra thuật ngữ "entanpi." | Một nhà vật lý người Đức tên là Rudolf Clausius đã đặt ra thuật ngữ “entropy”. |
| Điều kiện ưu đãi | Một hệ thống nhiệt động lực học luôn ủng hộ entanpi tối thiểu. | Một hệ thống nhiệt động luôn thích entropi cực đại. |
Enthalpy là gì?
Entanpi là một tính chất nhiệt động lực học dùng để chỉ tổng nội năng và tích của áp suất và thể tích của một hệ thống. Entanpi của một hệ thống biểu thị khả năng giải phóng nhiệt của nó và do đó nó có cùng đơn vị với năng lượng (jun, calo, v.v.). Entanpi được ký hiệu là H.
Không thể tính tổng entanpi của một hệ vì không thể biết điểm 0. Vì vậy, sự thay đổi entanpi được tính giữa trạng thái này và trạng thái khác khi áp suất không đổi. Công thức của entanpi là H = E + PV trong đó E là nội năng của hệ, P là áp suất và V là thể tích.
Có rất nhiều ý nghĩa của entanpi trong hệ thống nhiệt động lực học vì nó xác định xem một phản ứng hóa học là thu nhiệt hay tỏa nhiệt. Nó cũng được sử dụng để tính toán nhiệt của phản ứng, yêu cầu công suất tối thiểu cho một máy nén, v.v.
Entropy là gì?
Entropy là một thuộc tính mở rộng và nó là thước đo của sự ngẫu nhiên hoặc hỗn loạn trong một hệ thống nhiệt động lực học. Giá trị của entropi thay đổi cùng với sự thay đổi của lượng vật chất trong hệ. Entropy được ký hiệu là S và đơn vị phổ biến của entropy là jun trên kelvin J⋅K−1 hoặc J⋅K−1⋅kg−1 cho entropy trên một đơn vị khối lượng. Vì entropy đo tính ngẫu nhiên, một hệ thống có thứ tự cao có entropy thấp.
Có một số phương pháp để tính toán entropy của một hệ thống. Tuy nhiên, có hai cách phổ biến nhất là tính toán entropi của một quá trình thuận nghịch và một quá trình đẳng nhiệt. Để tính toán entropy của một quá trình thuận nghịch, công thức là S = kB ln W trong đó kB là hằng số Boltzmann và giá trị của nó bằng 1.38065 × 10-23 J / K và W là số trạng thái có thể có. Để tính toán entropi của một quá trình đẳng nhiệt, công thức là ΔS = ΔQ / T trong đó ΔQ dùng để chỉ sự thay đổi nhiệt và T là nhiệt độ tuyệt đối của hệ tính bằng Kelvin.
Sự tan chảy của băng vào nước, sau đó là sự hóa hơi của nó thành hơi nước là một ví dụ của sự hỗn loạn ngày càng tăng và giảm entropi. Khi khối nước đá thu được năng lượng, nhiệt năng sẽ nới lỏng cấu trúc của nó để tạo thành chất lỏng và do đó làm tăng sự hỗn loạn trong hệ thống. Điều tương tự cũng xảy ra khi chất lỏng chuyển sang trạng thái hơi. Tuy nhiên, trong khi tập trung vào hệ thống, entropi giảm trong khi entropy của môi trường xung quanh tăng lên.
Sự khác biệt chính giữa Enthalpy và Entropy
Sự kết luận
Hiểu được sự khác biệt giữa entanpi và entropi là rất quan trọng để lập luận một số quá trình trong tự nhiên. Từ sự tan chảy của nước đá đến việc giải các bài toán nhiệt động lực học phức tạp, các khái niệm cơ bản về entanpi và entropi đều được áp dụng.
Tuy nhiên, entanpi không thể được tính toán trực tiếp vì vậy chúng tôi tính toán sự thay đổi của nó giữa hai giai đoạn. Mặt khác, entropy được tính bằng mức độ ngẫu nhiên trong một hệ thống. Khi một hệ thống đạt được năng lượng, sự rối loạn tăng lên, và entropi giảm, và ngược lại.
