Vad är standardentropi?
Standard entropi är i allmänhet ett mått på mängden värmeenergi i ett slutet system som inte är tillgängligt för arbete, och anses vanligen vara den mängd störning ett system innehåller. Definitionen av standard entropi har något olika betydelser beroende på det vetenskapsområde som den tillämpas på. I kemi definieras standardmolär entropi som entropin av 1 mol, eller grammolekyl, av materia vid ett standardatmosfäriskt tryck av 14,7 pund / tum 2 (101,3 kPa) och en given temperatur.
Fysiska system i naturen antas genomgå standard entropiförändring. Detta medför ökande nivåer av standard entropi när tiden går, med det ultimata resultatet att universum en dag kommer att möta maximal entropi. Känd som värmedöd är det ett tillstånd där all energi är lika fördelad över rymden och vid samma temperatur, vilket gör att den inte längre kan utföra något arbete.
Symbolen som används för att representera standard entropi är S ° och uttrycks i enheter av arbete eller energi känd som joule, per mol temperatur kelvin, så att uttryckning av standard molär entropi skulle vara Sm ° / J mol -1 K -1 . Detta är uppdelat till ett enhetslöst nummer i en standard entropitabell. De mest hållbara av ämnen har den lägsta intrinsiska entropin, där diamant vid en standardtemperatur på 77 ° Fahrenheit (25 ° Celsius eller 298 Kelvin) har den lägsta kända entropin på 2,377, med flytande vatten en av 69,9 och helium en av 126.
Termodynamikens lagar säger att energi varken skapas eller förstörs. Beräkning av standardentropi är därför en metod för att bestämma rörelsen av energi mellan materie och system, där nätens energi i hela universum, betraktat som ett slutet system, alltid förblir konstant. Ofta används statistisk mekanik för att beräkna denna energiöverföring inom kemi och fysik, eftersom den kan modellera rörelsen av molekyler i olika energitillstånd.
Även om entropi sägs öka totalt sett i rymden, är illusionen i mänsklig aktivitet att den minskar. När material tillverkas till något användbart för arbete, reduceras standardantropin eller störningen i det kemiska tillståndet för råmaterialet som används. Mycket mer återvinningsbar energi används för att producera produkten dock än den är värd.
Denna illusion om att standardentropi minskas på jorden när civilisationen ger ordning till kaos försvaras av det faktum att jorden inte är ett slutet system. Eftersom högstrukturerade kemikalier som raffinerade fossila bränslen förbränns, förloras mer nettovärmeenergi till rymden på samma sätt som solen utstrålar större delen av sin värme ut i rymden. Denna värme kan aldrig återvinnas.
Detta är anledningen till att material som diamant har ett entropytillstånd med lägre standard vid 2,377 än grafit vid 5,74, även om båda består av samma element, kol. Mycket mer naturlig energi och tryck gick till att producera diamanten än grafiten, vilket gav den en högre nivå av inneboende ordning. Därför, ju högre ordningen för ett system eller ett material har, desto mer standard entropi har det bidragit till universum i dess produktion.