Untuk memahami termodinamik, entalpi dan entropi adalah dua konsep asas yang tiada siapa boleh terlepas. Mengetahui perbezaan antara entalpi dan entropi bukan sahaja membantu kita lulus peperiksaan sains kita tetapi juga memberikan penjelasan yang rasional untuk banyak proses yang kita saksikan dalam kehidupan seharian kita. Daripada menukar fasa kepada pemindahan tenaga dalam satu keadaan, termodinamik boleh menerangkan semuanya.
Entalpi vs Entropi
Perbezaan antara entalpi dan entropi ialah entalpi ialah ukuran jumlah tenaga sistem yang merupakan jumlah tenaga dalaman dan hasil tekanan dan isipadu. Sebaliknya, entropi ialah jumlah tenaga haba dalam sistem yang tidak tersedia untuk penukarannya kepada kerja.
Entalpi sistem termodinamik ditakrifkan sebagai fungsi keadaan yang dikira pada tekanan malar (suasana terbuka yang besar). Unit entalpi adalah sama dengan tenaga, iaitu, J dalam unit SI kerana ia adalah jumlah tenaga dalaman sistem dan hasil darab tekanan dan perubahan isipadu. Jumlah entalpi sistem tidak boleh diukur secara langsung. Jadi, kita mengukur perubahan dalam entalpi sistem.
Dalam kata mudah, entropi ialah ukuran rawak atau huru-hara dalam sistem. Ia adalah sifat luas yang bermaksud bahawa nilai entropi berubah mengikut jumlah jirim yang terdapat dalam sistem. Jika sistem sangat teratur (kurang huru-hara) maka ia mempunyai entropi yang rendah dan sebaliknya. Unit SI bagi entropi ialah J⋅K−1.
Jadual Perbandingan Antara Entalpi dan Entropi
| Parameter Perbandingan | Entalpi | Entropi |
| Definisi | Entalpi ialah jumlah tenaga dalaman dan hasil tekanan dan isipadu sistem termodinamik. | Entropi ialah jumlah tenaga haba sistem yang tidak tersedia untuk ditukar kepada kerja mekanikal atau berguna. |
| Pengukuran | Jumlah entalpi sistem tidak boleh diukur secara langsung oleh itu kita mengira perubahan dalam entalpi. | Mengukur entropi sistem merujuk kepada jumlah gangguan atau huru-hara yang terdapat dalam sistem termodinamik. |
| Unit | Unit SI bagi entalpi adalah sama dengan tenaga oleh itu boleh diukur dalam J. | Unit SI bagi entropi untuk jisim unit ialah J⋅K−1⋅kg−1 dan untuk entropi per unit jumlah bahan ialah J⋅K−1⋅mol−1. |
| Simbol | Entalpi dilambangkan dengan H. | Entropi dilambangkan dengan S. |
| Sejarah | Seorang saintis bernama Heike Kamerlingh Onnes mencipta istilah "enthalpi." | Seorang ahli fizik Jerman bernama Rudolf Clausius mencipta istilah "entropi." |
| Syarat-syarat yang menggembirakan | Sistem termodinamik sentiasa mengutamakan entalpi minimum. | Sistem termodinamik sentiasa lebih suka entropi maksimum. |
Apakah itu Entalpi?
Entalpi ialah sifat termodinamik yang merujuk kepada jumlah tenaga dalaman dan hasil tekanan dan isipadu sistem. Entalpi sistem menandakan kapasitinya untuk membebaskan haba dan dengan itu ia mempunyai unit yang sama dengan tenaga (joule, kalori, dll). Entalpi dilambangkan dengan H.
Tidak mungkin untuk mengira jumlah entalpi sistem kerana adalah mustahil untuk mengetahui titik sifar. Jadi, perubahan dalam entalpi dikira antara satu keadaan dengan keadaan yang lain apabila tekanan adalah malar. Formula entalpi ialah H = E + PV di mana E ialah tenaga dalaman sistem, P ialah tekanan, dan V ialah isipadu.
Terdapat banyak kepentingan entalpi dalam sistem termodinamik kerana ia menentukan sama ada tindak balas kimia adalah endotermik atau eksotermik. Ia juga digunakan untuk mengira haba tindak balas, keperluan kuasa minimum untuk pemampat, dsb.
Apakah Entropi?
Entropi adalah sifat yang luas dan ia adalah ukuran rawak atau huru-hara dalam sistem termodinamik. Nilai entropi berubah dengan perubahan dalam jumlah jirim dalam sistem. Entropi dilambangkan dengan S dan unit sepunya entropi ialah joule per kelvin J⋅K−1 atau J⋅K−1⋅kg−1 untuk entropi per unit jisim. Oleh kerana entropi mengukur rawak, sistem yang sangat teratur mempunyai entropi yang rendah.
Terdapat beberapa kaedah untuk mengira entropi sesuatu sistem. Tetapi, dua daripada cara yang paling biasa ialah mengira entropi proses boleh balik dan proses isoterma. Untuk mengira entropi proses boleh balik, formulanya ialah S = kB ln W di mana kB ialah pemalar Boltzmann dan nilainya bersamaan dengan 1.38065 × 10-23 J/K dan W ialah bilangan keadaan yang mungkin. Untuk mengira entropi proses isoterma, formulanya ialah ΔS = ΔQ / T di mana ΔQ merujuk kepada perubahan haba dan T ialah suhu mutlak sistem dalam Kelvin.
Pencairan ais ke dalam air diikuti dengan pengewapannya menjadi wap adalah contoh peningkatan kekacauan dan penurunan entropi. Apabila kiub ais mendapat tenaga, tenaga haba melonggarkan strukturnya untuk membentuk cecair dan dengan itu meningkatkan kekacauan dalam sistem. Perkara yang sama berlaku apabila cecair ditukar kepada keadaan wap. Tetapi, semasa memfokuskan pada sistem, entropi berkurangan manakala entropi persekitaran meningkat.
Perbezaan Utama Antara Entalpi dan Entropi
Kesimpulan
Memahami perbezaan antara entalpi dan entropi adalah sangat penting untuk menaakul beberapa proses dalam alam semula jadi. Daripada pencairan ais kepada penyelesaian masalah termodinamik yang kompleks, konsep asas entalpi dan entropi digunakan.
Tetapi, entalpi tidak boleh dikira secara langsung jadi kami mengira perubahannya antara dua fasa. Sebaliknya, entropi dikira sebagai tahap rawak dalam sistem. Apabila sistem mendapat tenaga, gangguan meningkat, dan entropi berkurangan, dan sebaliknya.
