ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอนทาลปีและเอนโทรปีคือเอนทาลปีคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นในแรงดันคงที่ ในขณะที่เอนโทรปีให้แนวคิดของการสุ่มของระบบ
เพื่อวัตถุประสงค์ในการศึกษาเคมี เราแบ่งจักรวาลออกเป็นสองส่วนเป็นระบบและบริเวณโดยรอบ ส่วนที่เราจะศึกษาก็คือระบบเมื่อไรก็ได้ ส่วนที่เหลือก็อยู่รายรอบ เอนทัลปีและเอนโทรปีเป็นคำศัพท์สองคำที่อธิบายปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบและบริเวณโดยรอบ ทั้งเอนทาลปีและเอนโทรปีเป็นฟังก์ชันสถานะทางอุณหพลศาสตร์
เอนทาลปีคืออะไร
เมื่อเกิดปฏิกิริยา มันอาจดูดซับหรือพัฒนาความร้อน และถ้าเราทำปฏิกิริยาที่ความดันคงที่ เราจะเรียกมันว่าเอนทัลปีของปฏิกิริยาอย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถวัดเอนทาลปีของโมเลกุลได้ ดังนั้น เราจำเป็นต้องวัดการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีระหว่างปฏิกิริยา เราสามารถรับการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี (∆H) สำหรับปฏิกิริยาในอุณหภูมิและความดันที่กำหนดโดยการลบเอนทาลปีของสารตั้งต้นออกจากเอนทัลปีของผลิตภัณฑ์ หากค่านี้เป็นค่าลบ แสดงว่าปฏิกิริยานั้นเป็นแบบคายความร้อน ถ้าค่าเป็นบวก แสดงว่าปฏิกิริยาดูดความร้อน
รูปที่ 01: ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีและการเปลี่ยนแปลงเฟส
การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีระหว่างสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ใดๆ เป็นอิสระจากเส้นทางระหว่างพวกมัน นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปียังขึ้นอยู่กับเฟสของสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น เมื่อก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับไอน้ำ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีจะอยู่ที่ -483.7 กิโลจูล อย่างไรก็ตาม เมื่อสารตั้งต้นเดียวกันทำปฏิกิริยาเพื่อผลิตน้ำของเหลว การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีคือ -5715 กิโลจูล
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (ช); ∆H=-483.7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (ล.); ∆H=-571.7 kJ
เอนโทรปีคืออะไร
บางสิ่งเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ บางอย่างก็ไม่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ความร้อนจะไหลจากวัตถุที่ร้อนไปยังวัตถุที่เย็นกว่า แต่เราไม่สามารถสังเกตสิ่งตรงกันข้ามได้ แม้ว่าจะไม่ได้ละเมิดกฎการอนุรักษ์พลังงานก็ตาม เมื่อมีการเปลี่ยนแปลง พลังงานทั้งหมดจะคงที่แต่จะถูกแบ่งแยกออกไปต่างหาก เราสามารถกำหนดทิศทางการเปลี่ยนแปลงได้โดยการกระจายพลังงาน การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหากนำไปสู่ความบังเอิญและความโกลาหลที่มากขึ้นในจักรวาลโดยรวม เราสามารถวัดระดับของความโกลาหล ความสุ่ม หรือการกระจายของพลังงานโดยฟังก์ชันสถานะ เราตั้งชื่อมันว่าเอนโทรปี
รูปที่ 02: แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีด้วยการถ่ายเทความร้อน
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับเอนโทรปี และมันกล่าวว่า “เอนโทรปีของจักรวาลเพิ่มขึ้นในกระบวนการที่เกิดขึ้นเอง” เอนโทรปีและปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นสัมพันธ์กันตามขอบเขตที่ระบบใช้พลังงาน อันที่จริง ปริมาณการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีหรือความผิดปกติเพิ่มเติมที่เกิดจากปริมาณความร้อน q ที่กำหนดนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ถ้ามันร้อนมากอยู่แล้ว ความร้อนที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยก็ไม่ทำให้เกิดความผิดปกติมากนัก แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำมาก ความร้อนในปริมาณที่เท่ากันจะทำให้ความผิดปกติเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนได้ดังนี้: (โดยที่ ds เปลี่ยนเป็นเอนโทรปี dq เปลี่ยนเป็นความร้อนและ T คืออุณหภูมิ
ds=dq/T
เอนทาลปีและเอนโทรปีต่างกันอย่างไร
เอนทัลปีและเอนโทรปีเป็นคำศัพท์สองคำที่เกี่ยวข้องกันในอุณหพลศาสตร์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอนทาลปีและเอนโทรปีก็คือ เอนทาลปีนั้นคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นในความดันคงที่ ในขณะที่เอนโทรปีให้แนวคิดเกี่ยวกับการสุ่มของระบบนอกจากนี้ เอนทาลปียังเกี่ยวข้องกับกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ในขณะที่เอนโทรปีเกี่ยวข้องกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างเอนทาลปีและเอนโทรปีก็คือ เราสามารถใช้เอนทาลปีเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงของพลังงานของระบบหลังปฏิกิริยา ในขณะที่เราสามารถใช้เอนโทรปีเพื่อวัดระดับความผิดปกติของระบบหลังปฏิกิริยาได้
สรุป – เอนทัลปีกับเอนโทรปี
เอนทัลปีและเอนโทรปีเป็นศัพท์ทางเทอร์โมไดนามิกที่เรามักใช้กับปฏิกิริยาเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอนทาลปีและเอนโทรปีคือ เอนทาลปีคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นในความดันคงที่ ในขณะที่เอนโทรปีให้แนวคิดของการสุ่มของระบบ