ההבדל העיקרי בין אנטלפיה לאנטרופיה הוא שאנתלפיה היא העברת החום המתרחשת בלחץ קבוע ואילו אנטרופיה נותנת מושג על האקראיות של מערכת.
למטרות הלימוד בכימיה, אנו מחלקים את היקום לשניים כמערכת ומסביב. בכל עת, החלק שאנו הולכים ללמוד הוא המערכת, והשאר מסביב. אנתלפיה ואנטרופיה הם שני מונחים המתארים את התגובות המתרחשות במערכת ובסביבה. גם האנטלפיה וגם האנטרופיה הן פונקציות מצב תרמודינמיות.
מהי אנתלפיה?
כאשר מתרחשת תגובה, היא עשויה לספוג או לפתח חום, ואם אנו מבצעים את התגובה בלחץ קבוע, נקרא לזה האנטלפיה של התגובה.עם זאת, איננו יכולים למדוד את האנטלפיה של מולקולות. לכן, עלינו למדוד את השינוי באנתלפיה במהלך תגובה. אנו יכולים לקבל את שינוי האנטלפיה (∆H) עבור תגובה בטמפרטורה ולחץ נתונים על ידי הפחתת האנטלפיה של מגיבים מהאנטלפיה של מוצרים. אם ערך זה שלילי, הרי שהתגובה היא אקסותרמית. אם הערך חיובי, התגובה היא אנדותרמית.
איור 01: הקשר בין שינוי אנתלפיה לשינוי שלב
השינוי באנתלפיה בין כל זוג מגיבים ומוצרים אינו תלוי בנתיב ביניהם. יתר על כן, שינוי האנתלפיה תלוי בשלב של המגיבים. לדוגמה, כאשר גזי החמצן והמימן מגיבים לייצור אדי מים, השינוי באנתלפיה הוא -483.7 קילו-ג'יי. עם זאת, כאשר אותם מגיבים מגיבים לייצור מים נוזליים, השינוי באנתלפיה הוא -571.5 קילו-ג'יי.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (ז); ∆H=-483.7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (ל); ∆H=-571.7 kJ
מהי אנטרופיה?
דברים מסוימים קורים באופן ספונטני, אחרים לא. לדוגמה, חום יזרום מגוף חם לגוף קריר יותר, אך איננו יכולים לראות את ההיפך למרות שהוא אינו מפר את כלל שימור האנרגיה. כאשר מתרחש שינוי, האנרגיה הכוללת נשארת קבועה אך מחולקת אחרת. אנו יכולים לקבוע את כיוון השינוי לפי חלוקת האנרגיה. שינוי הוא ספונטני אם הוא מוביל לאקראיות ולכאוס גדול יותר ביקום בכללותו. אנו יכולים למדוד את מידת הכאוס, האקראיות או פיזור האנרגיה על ידי פונקציית מצב; אנו קוראים לזה כאנטרופיה.
איור 02: תרשים המציג את השינוי באנטרופיה עם העברת חום
החוק השני של התרמודינמיקה קשור לאנטרופיה, והוא אומר, "האנטרופיה של היקום גדלה בתהליך ספונטני." אנטרופיה וכמות החום הנוצר קשורים זה לזה לפי מידת השימוש של המערכת באנרגיה. למעשה, כמות השינוי באנטרופיה או הפרעה נוספת הנגרמת מכמות נתונה של חום q תלויה בטמפרטורה. אם כבר חם מאוד, מעט חום נוסף לא יוצר הרבה יותר אי סדר, אבל אם הטמפרטורה נמוכה מאוד, אותה כמות חום תגרום לעלייה דרמטית באי סדר. לכן, נוכל לכתוב את זה באופן הבא: (כאשר ds משתנה באנטרופיה, dq משתנה בחום ו-T הוא טמפרטורה.
ds=dq/T
מה ההבדל בין אנתלפיה לאנטרופיה?
אנטרופיה ואנטרופיה הם שני מונחים קשורים בתרמודינמיקה. ההבדל העיקרי בין אנטלפיה לאנטרופיה הוא שאנתלפיה היא העברת החום מתרחשת בלחץ קבוע ואילו אנטרופיה נותנת מושג על האקראיות של מערכת.יתר על כן, אנתלפיה מתייחסת לחוק הראשון של התרמודינמיקה ואילו האנטרופיה מתייחסת לחוק השני של התרמודינמיקה. הבדל חשוב נוסף בין אנטלפיה לאנטרופיה הוא שאנו יכולים להשתמש באנטלפיה כדי למדוד את השינוי באנרגיה של המערכת לאחר תגובה ואילו אנו יכולים להשתמש באנטרופיה כדי למדוד את מידת האי-סדר של המערכת לאחר התגובה.
סיכום – אנתלפיה לעומת אנטרופיה
אנטרופיה ואנטרופיה הם מונחים תרמודינמיים שאנו משתמשים בהם לעתים קרובות עם תגובות כימיות. ההבדל העיקרי בין אנטלפיה לאנטרופיה הוא שאנתלפיה היא העברת החום מתרחשת בלחץ קבוע ואילו אנטרופיה נותנת מושג על האקראיות של מערכת.
