Standart Entropi Nedir?

Genel olarak, standart entropi, kapalı bir sistemde iş için mevcut olmayan ve genellikle bir sistemin içerdiği rahatsızlık miktarı olarak kabul edilen ısı enerjisi miktarının bir ölçüsüdür. Standart entropi tanımının, uygulandığı bilim alanına bağlı olarak biraz farklı anlamları vardır. Kimyada standart molar entropi, 14.7 lbs / inç ² (101.3 kPa) standart atmosfer basıncında ve belirli bir sıcaklıkta maddenin 1 mol veya gram molekülünün entropisi olarak tanımlanır.

Doğadaki fiziksel sistemlerin standart entropi değişikliğine uğradığı varsayılmaktadır. Bu, zaman geçtikçe artan standart entropi seviyelerini gerektirir ve sonuçta evrenin bir gün maksimum entropiyle karşılaşacağı sonucuna varılır. Isı ölümü olarak bilinen, tüm enerjinin mekan boyunca ve aynı sıcaklıkta eşit olarak dağıtıldığı ve artık herhangi bir iş yapamayacağı bir durumdur.

Standart entropiyi temsil etmek için kullanılan sembol, S °'dir ve kelvin olarak bilinen, sıcaklık kelvin başına mol olarak bilinen iş veya enerji birimlerinde ifade edilir, öyle ki standart molar entropiyi ifade etmek, Sm ° / J mol ^-1 K- ^{1 olur} . Bu, standart bir entropi tablosunda ünite olmayan bir sayıya bölünür. Maddelerin en dayanıklıı en düşük içsel entropiye sahiptir, burada standart 77 ° Fahrenheit (25 ° Celsius veya 298 Kelvin) sıcaklıktaki elmasın bilinen en düşük 2.377 entropiye sahip olduğu, 69.9'luk bir sıvı su ve 126'dan biri olan helyum.

Termodinamik yasaları enerjinin ne yaratıldığını ne de yok edildiğini belirtir. Bu nedenle standart entropinin hesaplanması, tüm evrenin net enerjisinin kapalı bir sistem olarak kabul edildiği, madde ve sistemler arasındaki enerjinin hareketini her zaman sabit tutan bir yöntemdir. Çoğunlukla istatistiksel mekanik, bu enerji transferini kimyada ve fizikte hesaplamak için kullanılır, çünkü moleküllerin çeşitli enerji durumlarındaki hareketlerini modelleyebilir.

Entropinin tüm alan boyunca genel olarak arttığı söyleniyor olsa da, insan aktivitesindeki yanılsama, azaldığı yönünde. Madde iş için faydalı bir şey haline getirildiğinde, kullanılan ham maddenin kimyasal halinin standart entropisi veya bozukluğu azalır. Ürünün üretilmesinde, değersizden çok daha fazla kurtarılamaz enerji kullanılır.

Standart entropinin, uygarlığın kaosa yol açtığı gibi dünyada da azaldığı bu yanılsama, Dünya'nın kapalı bir sistem olmadığı gerçeğiyle sürüyor. Rafine fosil yakıtlar gibi yüksek yapılandırılmış kimyasallar yakıldığı için, güneş ışığının çoğunu uzaya yattığı şekilde, uzaya daha net ısı enerjisi kaybedilir. Bu ısı asla geri kazanılamaz.

Bu yüzden elmas gibi malzemelerin 2.377'de standart bir entropi durumu 5.74'te grafitten daha düşük olmasına rağmen, her ikisi de aynı karbon elementinden oluşuyor. Elmasın grafitten daha fazla üretilmesine çok daha fazla doğal enerji ve baskı girerek, ona daha yüksek bir iç düzen vermiştir. Bu nedenle, bir sistemin veya malzemenin düzeni ne kadar yüksek olursa, üretimindeki evrene katkısı o kadar standart entropidir.