Para entender a termodinâmica, entalpia e entropia são dois conceitos fundamentais que ninguém pode perder. Saber a diferença entre entalpia e entropia não apenas nos ajuda a passar no exame de ciências, mas também fornece uma explicação racional para muitos processos que testemunhamos em nossa vida diária. Desde a mudança de fases até a transferência de energia em um único estado, a termodinâmica pode explicar tudo isso.
Entalpia vs Entropia
A diferença entre entalpia e entropia é que a entalpia é a medida da energia total de um sistema que é a soma da energia interna e o produto da pressão e do volume. Por outro lado, entropia é a quantidade de energia térmica em um sistema que não está disponível para sua conversão em trabalho.
A entalpia de um sistema termodinâmico é definida como uma função de estado calculada em pressão constante (grande atmosfera aberta). A unidade de entalpia é igual à energia, ou seja, J na unidade SI porque é a soma da energia interna de um sistema e o produto da pressão e da mudança no volume. A entalpia total de um sistema não pode ser medida diretamente. Então, medimos a mudança na entalpia de um sistema.
Em palavras simples, entropia é a medida de aleatoriedade ou caos em um sistema. É uma propriedade extensa, o que significa que o valor da entropia muda de acordo com a quantidade de matéria presente no sistema. Se um sistema é altamente ordenado (menos caótico), então ele tem baixa entropia e vice-versa. A unidade SI de entropia é J⋅K−1.
Tabela de comparação entre entalpia e entropia
| Parâmetros de comparação | Entalpia | Entropia |
| Definição | A entalpia é a soma da energia interna e o produto da pressão e do volume de um sistema termodinâmico. | Entropia é a quantidade de energia térmica de um sistema que não está disponível para conversão em trabalho mecânico ou útil. |
| Medição | A entalpia total de um sistema não pode ser medida diretamente, portanto, calculamos a mudança na entalpia. | Medir a entropia de um sistema se refere à quantidade de desordem ou caos presente em um sistema termodinâmico. |
| Unidade | A unidade SI de entalpia é a mesma da energia, portanto, pode ser medida em J. | A unidade SI de entropia para a massa unitária é J⋅K−1⋅kg−1 e para entropia por unidade de quantidade de substância é J⋅K−1⋅mol−1. |
| Símbolo | A entalpia é denotada por H. | Entropia é denotada por S. |
| História | Um cientista chamado Heike Kamerlingh Onnes cunhou o termo "entalpia". | Um físico alemão chamado Rudolf Clausius cunhou o termo "entropia". |
| Condições Favoráveis | Um sistema termodinâmico sempre favorece a entalpia mínima. | Um sistema termodinâmico sempre prefere a entropia máxima. |
O que é entalpia?
A entalpia é uma propriedade termodinâmica que se refere à soma da energia interna e do produto da pressão e do volume de um sistema. A entalpia de um sistema significa sua capacidade de liberar calor e, portanto, tem a mesma unidade de energia (joules, calorias, etc.). A entalpia é denotada por H.
Não é possível calcular a entalpia total de um sistema, pois é impossível saber o ponto zero. Assim, a variação da entalpia é calculada entre um estado e outro quando a pressão é constante. A fórmula da entalpia é H = E + PV onde E é a energia interna de um sistema, P é a pressão e V é o volume.
A entalpia em um sistema termodinâmico é muito significativa, pois ela determina se uma reação química é endotérmica ou exotérmica. Também é usado para calcular o calor de reação, o requisito mínimo de energia para um compressor, etc.
O que é entropia?
A entropia é uma propriedade extensa e é a medida da aleatoriedade ou caos em um sistema termodinâmico. O valor da entropia muda com a mudança na quantidade de matéria no sistema. Entropia é denotada por S e as unidades comuns de entropia são joules por Kelvin J⋅K−1 ou J⋅K−1⋅kg−1 para entropia por unidade de massa. Uma vez que a entropia mede a aleatoriedade, um sistema altamente ordenado tem baixa entropia.
Existem vários métodos para calcular a entropia de um sistema. Mas, duas das maneiras mais comuns são calcular a entropia de um processo reversível e um processo isotérmico. Para calcular a entropia de um processo reversível, a fórmula é S = kB ln W, onde kB é a constante de Boltzmann e seu valor é igual a 1,38065 × 10-23 J / K e W é o número de estados possíveis. Para calcular a entropia de um processo isotérmico, a fórmula é ΔS = ΔQ / T onde ΔQ se refere à mudança de calor e T é a temperatura absoluta do sistema em Kelvin.
O derretimento do gelo na água seguido por sua vaporização em vapor é um exemplo de caos crescente e entropia decrescente. Quando o cubo de gelo ganha energia, a energia térmica perde sua estrutura para formar um líquido e, assim, aumenta o caos no sistema. Algo semelhante acontece quando o líquido passa para o estado de vapor. Mas, ao focar no sistema, a entropia diminui enquanto a entropia do ambiente aumenta.
Principais diferenças entre entalpia e entropia
Conclusão
Compreender a diferença entre entalpia e entropia é muito importante para raciocinar vários processos na natureza. Do derretimento do gelo à solução de problemas complexos de termodinâmica, são aplicados os conceitos básicos de entalpia e entropia.
Porém, a entalpia não pode ser calculada diretamente, então calculamos sua variação entre duas fases. Por outro lado, a entropia é calculada como o grau de aleatoriedade em um sistema. Quando um sistema ganha energia, a desordem aumenta e a entropia diminui e vice-versa.
