Ключовата разлика между конфигурационната ентропия и топлинната ентропия е, че конфигурационната ентропия се отнася до работата, извършена без обмен на температура, докато топлинната ентропия се отнася до работата, извършена с обмен на температура.
В това отношение ентропията е мярка за произволността на една термодинамична система. Увеличаването на произволността се отнася до увеличаването на ентропията и обратно.
Какво е конфигурационна ентропия?
Конфигурационната ентропия е частта от ентропията на системата, която е свързана с дискретни представителни позиции на нейните съставни частици. Може да опише многобройните начини, по които атомите или молекулите в смес могат да се опаковат заедно. Тук смесите могат да бъдат сплав, стъкло или друго твърдо вещество. Освен това, този термин може също да се отнася до броя на конформациите на една молекула или броя на спиновите конфигурации в магнита. Следователно този термин предполага, че може да се отнася за всички възможни конфигурации на система.
Обикновено различните конфигурации на едно и също вещество имат еднакъв размер и енергия. Следователно можем да използваме следната връзка за изчисляване на конфигурационната ентропия. Тя е наречена като ентропийната формула на Болцман:
S=kBlnW
Конфигурационната ентропия се дава от “S”, където kB е константата на Болцман и W е броят на възможните конфигурации на веществото.
Какво е топлинна ентропия?
Термичната ентропия е широкообхватно свойство на една термодинамична система. Някои неща се случват спонтанно, други не. Например, топлината ще тече от горещо тяло към по-хладно, но не можем да наблюдаваме обратното, въпреки че това не нарушава закона за запазване на енергията. Когато настъпи промяна, общата енергия остава постоянна, но се разпределя по различен начин. Така можем да определим посоката на промяната чрез разпределението на енергията. Също така промяната е спонтанна, ако води до по-голяма случайност и хаос във вселената като цяло. И можем да измерим степента на хаос, произволност или разпръскване на енергия чрез държавна функция; ние го наричаме ентропия.
Фигура 01: Диаграма температура-ентропия за Steam
Вторият закон на термодинамиката е свързан с ентропията и гласи, че „ентропията на Вселената нараства в спонтанен процес. Ентропията и количеството генерирана топлина са свързани помежду си от степента, до която системата използва енергия. Всъщност количеството промяна на ентропията или допълнително разстройство, причинено от дадено количество топлина q, зависи от температурата. По този начин, ако вече е много горещо, малко допълнителна топлина не създава много повече безпорядък, но ако температурата е много ниска, същото количество топлина ще доведе до драматично увеличаване на безпорядъка.
Каква е разликата между конфигурационната ентропия и топлинната ентропия?
Ключовата разлика между конфигурационната ентропия и топлинната ентропия е, че конфигурационната ентропия се отнася до работата, извършена без обмен на температура, докато топлинната ентропия се отнася до работата, извършена с обмен на температура. С други думи, конфигурационната ентропия няма обмен на температура, докато топлинната ентропия се основава на промяната в температурата.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между конфигурационната ентропия и топлинната ентропия.
Резюме – Конфигурационна ентропия срещу термична ентропия
Ентропията е мярка за произволността на една термодинамична система. Увеличаването на случайността се отнася до увеличаване на ентропията и обратно. Ключовата разлика между конфигурационната ентропия и топлинната ентропия е, че конфигурационната ентропия се отнася до работата, извършена без обмен на температура, докато топлинната ентропия се отнася до работата, извършена с обмен на температура.
