Конфигурациялық энтропия мен термиялық энтропия арасындағы негізгі айырмашылық мынада: конфигурациялық энтропия температура алмасуынсыз орындалған жұмысты білдіреді, ал термиялық энтропия температура алмасуымен жасалған жұмысты білдіреді.
Мұнда энтропия термодинамикалық жүйенің кездейсоқтық өлшемі болып табылады. Кездейсоқтықтың артуы энтропияның ұлғаюын білдіреді және керісінше.
Конфигурациялық энтропия дегеніміз не?
Конфигурациялық энтропия – жүйе энтропиясының оның құрамдас бөлшектерінің дискретті өкілдік орындарына қатысты бөлігі. Ол қоспадағы атомдардың немесе молекулалардың бір-бірімен жиналуының көптеген жолдарын сипаттауы мүмкін. Мұнда қоспалар қорытпа, шыны немесе кез келген басқа қатты зат болуы мүмкін. Сонымен қатар, бұл термин молекуланың конформацияларының санын немесе магниттегі спиндік конфигурациялардың санын да білдіруі мүмкін. Сондықтан бұл термин жүйенің барлық ықтимал конфигурацияларына сілтеме жасауы мүмкін дегенді білдіреді.
Әдетте, бір заттың әртүрлі конфигурациялары бірдей мөлшерде және энергияға ие болады. Сондықтан конфигурациялық энтропияны есептеу үшін келесі қатынасты қолдануға болады. Ол Больцман энтропия формуласы деп аталады:
S=kBlnW
Конфигурациялық энтропия "S" арқылы берілген, мұнда kB - Больцман тұрақтысы және W - заттың мүмкін конфигурацияларының саны.
Термиялық энтропия дегеніміз не?
Термиялық энтропия – термодинамикалық жүйенің кең қасиеті. Кейбір нәрселер өздігінен болады, ал басқалары болмайды. Мысалы, жылу ыстық денеден салқынырақ денеге өтеді, бірақ ол энергияның сақталу заңын бұзбаса да, біз керісінше байқай алмаймыз. Өзгеріс болған кезде жалпы энергия тұрақты болып қалады, бірақ басқаша бөлінеді. Осылайша, энергияның таралуы арқылы өзгеру бағытын анықтай аламыз. Сондай-ақ, өзгеріс стихиялы болып табылады, егер ол жалпы ғаламда үлкен кездейсоқтық пен хаосқа әкелсе. Және, біз энергияның хаос, кездейсоқтық немесе дисперсия дәрежесін күй функциясы арқылы өлшей аламыз; оны энтропия деп атаймыз.
01-сурет: Steam үшін температура-энтропия диаграммасы
Термодинамиканың екінші заңы энтропиямен байланысты және ол былай дейді: «Әлемнің энтропиясы өздігінен жүретін процессте артады.” Энтропия мен түзілетін жылу мөлшері жүйенің энергияны пайдалану дәрежесімен бір-бірімен байланысты. Шындығында, q берілген жылу мөлшерінен туындаған энтропияның өзгеруі немесе қосымша бұзылыс мөлшері температураға байланысты. Осылайша, егер ол қазірдің өзінде өте ыстық болса, аздап қосымша қызу әлдеқайда тәртіпсіздікті тудырмайды, бірақ температура өте төмен болса, бірдей жылу мөлшері тәртіпсіздіктің күрт артуына әкеледі.
Конфигурациялық энтропия мен жылу энтропиясының айырмашылығы неде?
Конфигурациялық энтропия мен жылу энтропиясының негізгі айырмашылығы мынада: конфигурациялық энтропия температура алмасусыз орындалған жұмысты білдіреді, ал термиялық энтропия температура алмасуымен жасалған жұмысты білдіреді. Басқаша айтқанда, конфигурациялық энтропияда температура алмасуы болмайды, ал термиялық энтропия температураның өзгеруіне негізделген.
Төменде инфографика конфигурациялық энтропия мен термиялық энтропия арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
Қорытынды – конфигурациялық энтропия және жылу энтропиясы
Энтропия – термодинамикалық жүйенің кездейсоқтық өлшемі. Кездейсоқтықтың артуы энтропияның жоғарылауын білдіреді және керісінше. Конфигурациялық энтропия мен термиялық энтропия арасындағы негізгі айырмашылық мынада: конфигурациялық энтропия температура алмасусыз орындалған жұмысты білдіреді, ал термиялық энтропия температура алмасуымен жасалған жұмысты білдіреді.
