Entropieänderung
Die SI – Einheit für die Entropie ist J / K . Nach Clausius wurde die Entropie über die Entropieänderung S eines Systems definiert. Die Änderung der Entropie S, wenn eine Wärmemenge Q durch einen reversiblen Prozess bei konstanter Temperatur hinzugefügt wird, ist gegeben durch:
Hierbei ist Q die Energie, die während des Prozesses als Wärme zum oder vom System übertragen wird, und T ist die Temperatur des Systems in Kelvin während des Prozesses. Wenn wir einen reversiblen isothermen Prozess annehmen , ist die gesamte Entropieänderung gegeben durch:
∆S = S 2 – S 1 = Q / T
In dieser Gleichung steht der Quotient Q / T mit der Zunahme der Störung in Beziehung. Eine höhere Temperatur bedeutet eine größere Zufälligkeit der Bewegung. Bei niedrigeren Temperaturen bewirkt die Zugabe von Wärme Q eine wesentliche fraktionierte Zunahme der Molekülbewegung und der Zufälligkeit. Ist die Substanz hingegen bereits heiß, trägt die gleiche Wärmemenge Q relativ wenig zur größeren molekularen Bewegung bei.
Beispiel: Entropieänderung in schmelzendem Eis
Berechnen Sie die Entropieänderung von 1 kg Eis bei 0 ° C, wenn es reversibel bei 0 ° C zu Wasser geschmolzen wird.
Da es sich um einen isothermen Prozess handelt, können wir verwenden:
∆S = S 2 – S 1 = Q / T
daher wird die Entropieänderung sein:
∆S = 334 [kJ] / 273,15 [K] = 1,22 [kJ / K]
wobei 334 Kilojoule Wärme erforderlich sind, um 1 kg Eis zu schmelzen (latente Schmelzwärme = 334 kJ / kg) und diese Wärme bei 0 ° C (273,15 K) auf das System übertragen wird.
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