Der Hauptunterschied zwischen Enthalpie und Entropie besteht darin, dass Enthalpie die Wärmeübertragung ist, die bei konstantem Druck stattfindet, während Entropie eine Vorstellung von der Zufälligkeit eines Systems gibt.
Für die Studienzwecke in Chemie teilen wir das Universum in zwei Teile als System und Umgebung. Zu jeder Zeit ist der Teil, den wir studieren werden, das System, und der Rest ist die Umgebung. Enthalpie und Entropie sind zwei Begriffe, die die Reaktionen beschreiben, die in einem System und der Umgebung stattfinden. Sowohl Enthalpie als auch Entropie sind thermodynamische Zustandsfunktionen.
Was ist Enthalpie?
Wenn eine Reaktion stattfindet, kann sie Wärme aufnehmen oder abgeben, und wenn wir die Reaktion bei konstantem Druck durchführen, nennen wir dies die Reaktionsenthalpie. Wir können jedoch die Enthalpie von Molekülen nicht messen. Daher müssen wir die Änderung der Enthalpie während einer Reaktion messen. Wir können die Enthalpieänderung (∆H) für eine Reaktion bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck erh alten, indem wir die Enthalpie der Reaktanten von der Enthalpie der Produkte subtrahieren. Ist dieser Wert negativ, so ist die Reaktion exotherm. Ist der Wert positiv, dann ist die Reaktion endotherm.
Abbildung 01: Zusammenhang zwischen Enthalpieänderung und Phasenänderung
Die Enthalpieänderung zwischen jedem Paar von Reaktanten und Produkten ist unabhängig vom Weg zwischen ihnen. Darüber hinaus hängt die Enthalpieänderung von der Phase der Reaktanten ab. Wenn beispielsweise die Sauerstoff- und Wasserstoffgase reagieren, um Wasserdampf zu erzeugen, beträgt die Enthalpieänderung -483,7 kJ. Wenn jedoch die gleichen Reaktanten reagieren, um flüssiges Wasser zu erzeugen, beträgt die Enthalpieänderung -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Was ist Entropie?
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 nicht gegen die Energieerh altungsregel verstößt. Bei einer Änderung bleibt die Gesamtenergie konstant, verteilt sich aber anders. Wir können die Richtung der Veränderung durch die Energieverteilung bestimmen. Eine Veränderung ist spontan, wenn sie zu größerer Zufälligkeit und Chaos im Universum als Ganzem führt. Wir können den Grad des Chaos, der Zufälligkeit oder der Zerstreuung von Energie durch eine Zustandsfunktion messen; wir nennen es Entropie.
Abbildung 02: Ein Diagramm, das die Entropieänderung bei Wärmeübertragung zeigt
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 stehen in Beziehung zueinander, inwieweit das System Energie verbraucht hat. Tatsächlich hängt die Menge an Entropieänderung oder zusätzlicher Unordnung, die durch eine gegebene Wärmemenge q verursacht wird, von der Temperatur ab. Wenn es 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. Daher können wir es wie folgt schreiben: (wobei ds in der Entropie geändert wird, dq in der Wärme geändert wird und T die Temperatur ist.
ds=dq/T
Was ist der Unterschied zwischen Enthalpie und Entropie?
Enthalpie und Entropie sind zwei verwandte Begriffe in der Thermodynamik. Der Hauptunterschied zwischen Enthalpie und Entropie besteht darin, dass Enthalpie die Wärmeübertragung bei konstantem Druck ist, während Entropie eine Vorstellung von der Zufälligkeit eines Systems gibt. Darüber hinaus bezieht sich die Enthalpie auf den ersten Hauptsatz der Thermodynamik, während sich die Entropie auf den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik bezieht. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Enthalpie und Entropie besteht darin, dass wir die Enthalpie verwenden können, um die Energieänderung des Systems nach der Reaktion zu messen, während wir die Entropie verwenden können, um den Grad der Unordnung des Systems nach der Reaktion zu messen.
Zusammenfassung – Enthalpie vs. Entropie
Enthalpie und Entropie sind thermodynamische Begriffe, die wir oft bei chemischen Reaktionen verwenden. Der Hauptunterschied zwischen Enthalpie und Entropie besteht darin, dass Enthalpie die Wärmeübertragung bei konstantem Druck ist, während Entropie eine Vorstellung von der Zufälligkeit eines Systems gibt.
