Der Hauptunterschied zwischen Konfigurationsentropie und thermischer Entropie besteht darin, dass sich Konfigurationsentropie auf die Arbeit bezieht, die ohne Temperaturaustausch verrichtet wird, während sich thermische Entropie auf die Arbeit bezieht, die mit Temperaturaustausch verrichtet wird.
Entropie ist dabei ein Maß für die Zufälligkeit eines thermodynamischen Systems. Eine Zunahme der Zufälligkeit bezieht sich auf die Zunahme der Entropie und umgekehrt.
Was ist Konfigurationsentropie?
Konfigurationsentropie ist der Teil der Entropie eines Systems, der sich auf diskrete repräsentative Positionen seiner konstituierenden Teilchen bezieht. Es kann die zahlreichen Möglichkeiten beschreiben, wie die Atome oder Moleküle in einer Mischung zusammengepackt werden können. Hierbei können die Mischungen Legierung, Glas oder jede andere feste Substanz sein. Darüber hinaus kann sich dieser Begriff auch auf die Anzahl der Konformationen eines Moleküls oder die Anzahl der Spinkonfigurationen in einem Magneten beziehen. Daher deutet dieser Begriff darauf hin, dass er sich auf alle möglichen Konfigurationen eines Systems beziehen kann.
Normalerweise haben verschiedene Konfigurationen derselben Substanz dieselbe Größe und Energie. Daher können wir die folgende Beziehung zur Berechnung der Konfigurationsentropie verwenden. Sie wird als Boltzmannsche Entropieformel bezeichnet:
S=kBlnW
Die Konfigurationsentropie wird durch „S“angegeben, wobei kB die Boltzmann-Konstante und W die Anzahl der möglichen Konfigurationen der Substanz ist.
Was ist thermische Entropie?
Thermische Entropie ist eine umfangreiche Eigenschaft eines thermodynamischen Systems. Manche Dinge passieren spontan, andere nicht. Zum Beispiel fließt Wärme von einem heißen Körper zu einem kühleren, aber wir können das Gegenteil nicht beobachten, obwohl es den Energieerh altungssatz nicht verletzt. Bei einer Änderung bleibt die Gesamtenergie konstant, verteilt sich aber anders. Somit können wir die Richtung der Änderung durch die Energieverteilung bestimmen. Eine Veränderung ist auch spontan, wenn sie zu größerer Zufälligkeit und Chaos im Universum als Ganzes führt. Und wir können den Grad des Chaos, der Zufälligkeit oder der Zerstreuung von Energie durch eine Zustandsfunktion messen; wir nennen es Entropie.
Abbildung 01: Ein Temperatur-Entropie-Diagramm für Dampf
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik bezieht sich auf die Entropie und besagt: „Die Entropie des Universums nimmt in einem spontanen Prozess zu.” Entropie und erzeugte Wärmemenge hängen miteinander zusammen, inwieweit das System Energie verbraucht. Tatsächlich hängt die Menge an Entropieänderung oder zusätzlicher Unordnung, die durch eine gegebene Wärmemenge q verursacht wird, von der Temperatur ab. Wenn es also bereits sehr heiß ist, führt ein bisschen zusätzliche Wärme nicht zu viel mehr Unordnung, aber wenn die Temperatur sehr niedrig ist, wird die gleiche Wärmemenge eine dramatische Zunahme der Unordnung verursachen.
Was ist der Unterschied zwischen Konfigurationsentropie und thermischer Entropie?
Der Hauptunterschied zwischen Konfigurationsentropie und thermischer Entropie besteht darin, dass sich die Konfigurationsentropie auf die Arbeit bezieht, die ohne Temperaturaustausch geleistet wird, während sich die thermische Entropie auf die Arbeit bezieht, die mit dem Temperaturaustausch geleistet wird. Mit anderen Worten, die Konfigurationsentropie hat keinen Temperaturaustausch, während die thermische Entropie auf der Temperaturänderung basiert.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Konfigurationsentropie und thermischer Entropie zusammen.
Zusammenfassung – Konfigurationsentropie vs. thermische Entropie
Entropie ist ein Maß für die Zufälligkeit eines thermodynamischen Systems. Eine Zunahme der Zufälligkeit bezieht sich auf die Zunahme der Entropie und umgekehrt. Der Hauptunterschied zwischen Konfigurationsentropie und thermischer Entropie besteht darin, dass sich die Konfigurationsentropie auf die Arbeit bezieht, die ohne Temperaturaustausch geleistet wird, während sich die thermische Entropie auf die Arbeit bezieht, die mit dem Temperaturaustausch geleistet wird.
