الاختلاف الرئيسي بين المحتوى الحراري والإنتروبيا هو أن المحتوى الحراري هو انتقال الحرارة الذي يحدث في ضغط ثابت بينما الكون يعطي فكرة عن عشوائية النظام.
لأغراض الدراسة في الكيمياء ، نقسم الكون إلى قسمين كنظام ومحيط. في أي وقت ، الجزء الذي سنقوم بدراسته هو النظام ، والباقي محاط. المحتوى الحراري والإنتروبيا هما مصطلحان يصفان التفاعلات التي تحدث في النظام والمنطقة المحيطة به. كل من المحتوى الحراري والإنتروبيا هما من وظائف الحالة الديناميكية الحرارية.
ما هو المحتوى الحراري؟
عندما يحدث التفاعل ، فإنه قد يمتص الحرارة أو يطورها ، وإذا أجرينا التفاعل بضغط ثابت ، فإننا نطلق عليه المحتوى الحراري للتفاعل.ومع ذلك ، لا يمكننا قياس المحتوى الحراري للجزيئات. لذلك ، نحتاج إلى قياس التغير في المحتوى الحراري أثناء التفاعل. يمكننا الحصول على تغيير المحتوى الحراري (∆H) لتفاعل في درجة حرارة وضغط معينين عن طريق طرح المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة من المحتوى الحراري للمنتجات. إذا كانت هذه القيمة سالبة ، يكون التفاعل طاردًا للحرارة. إذا كانت القيمة موجبة ، يكون التفاعل ماصًا للحرارة.
الشكل 01: العلاقة بين تغيير المحتوى الحراري وتغيير المرحلة
التغيير في المحتوى الحراري بين أي زوج من المواد المتفاعلة والمنتجات مستقل عن المسار بينهما. علاوة على ذلك ، يعتمد تغيير المحتوى الحراري على مرحلة المواد المتفاعلة. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل الأكسجين وغازات الهيدروجين لإنتاج بخار الماء ، فإن تغير المحتوى الحراري يكون -483.7 كيلو جول. ومع ذلك ، عندما تتفاعل نفس المواد المتفاعلة لإنتاج ماء سائل ، فإن تغير المحتوى الحراري يكون -571.5 كيلو جول.
2H2(g) + O2(g) → 2H2O (ز) ؛ ∆H=-483.7 كيلوجول
2H2(g) + O2(g) → 2H2O (ل) ؛ ∆H=-571.7 كيلوجول
ما هو الانتروبيا؟
بعض الأشياء تحدث بشكل عفوي والبعض الآخر لا يحدث. على سبيل المثال ، ستتدفق الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم الأكثر برودة ، لكن لا يمكننا ملاحظة العكس على الرغم من أنه لا ينتهك قاعدة الحفاظ على الطاقة. عندما يحدث تغيير ، تظل الطاقة الإجمالية ثابتة ولكن يتم تقسيمها بشكل مختلف. يمكننا تحديد اتجاه التغيير من خلال توزيع الطاقة. يكون التغيير عفويًا إذا أدى إلى مزيد من العشوائية والفوضى في الكون ككل. يمكننا قياس درجة الفوضى أو العشوائية أو تشتت الطاقة بوظيفة الدولة ؛ نحن نسميها الكون.
الشكل 02: رسم تخطيطي يوضح التغيير في الانتروبيا مع انتقال الحرارة
يرتبط القانون الثاني للديناميكا الحرارية بالانتروبيا ، وهو يقول ، "تزداد إنتروبيا الكون في عملية عفوية." يرتبط الانتروبيا وكمية الحرارة المتولدة ببعضهما البعض من خلال مدى استخدام النظام للطاقة. في الواقع ، مقدار التغير في الانتروبيا أو الاضطراب الإضافي الناجم عن مقدار معين من الحرارة q يعتمد على درجة الحرارة. إذا كان الجو حارًا جدًا بالفعل ، فإن القليل من الحرارة الزائدة لا يؤدي إلى مزيد من الاضطراب ، ولكن إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا ، فإن نفس كمية الحرارة ستسبب زيادة كبيرة في الفوضى. لذلك ، يمكننا كتابتها على النحو التالي: (حيث يتم تغيير ds في الانتروبيا ، يتم تغيير dq في الحرارة و T هي درجة الحرارة.
دس=دق / تي
ما هو الفرق بين المحتوى الحراري والانتروبيا؟
المحتوى الحراري والإنتروبيا هما مصطلحان مترابطان في الديناميكا الحرارية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين المحتوى الحراري والإنتروبيا في أن المحتوى الحراري هو انتقال الحرارة يحدث في ضغط ثابت بينما تعطي الإنتروبيا فكرة عن عشوائية النظام.علاوة على ذلك ، يرتبط المحتوى الحراري بالقانون الأول للديناميكا الحرارية بينما تتعلق الإنتروبيا بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية. هناك اختلاف مهم آخر بين المحتوى الحراري والإنتروبيا وهو أنه يمكننا استخدام المحتوى الحراري لقياس التغير في طاقة النظام بعد التفاعل بينما يمكننا استخدام الانتروبيا لقياس درجة اضطراب النظام بعد التفاعل.
ملخص - المحتوى الحراري مقابل الانتروبيا
المحتوى الحراري والإنتروبيا عبارة عن مصطلحات ديناميكية حرارية نستخدمها غالبًا مع التفاعلات الكيميائية. الفرق الرئيسي بين المحتوى الحراري والإنتروبيا هو أن المحتوى الحراري هو انتقال الحرارة يحدث في ضغط ثابت بينما تعطي الإنتروبيا فكرة عن عشوائية النظام.
