Diferença entre entalpia e entropia

o diferença chave entre entalpia e entropia é que entalpia é a transferência de calor que ocorre a uma pressão constante, enquanto a entropia dá uma idéia da aleatoriedade de um sistema.

Para os fins de estudo em química, dividimos o universo em dois como um sistema e ambiente. A qualquer momento, a parte que vamos estudar é o sistema e o resto é circundante. Entalpia e entropia são dois termos que descrevem as reações que ocorrem em um sistema e no entorno. Tanto a entalpia quanto a entropia são funções de estado termodinâmico.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é entalpia
3. O que é entropia
4. Comparação lado a lado - Entalpia x Entropia em forma de tabela
5. Resumo

O que é entalpia?

Quando uma reação ocorre, ela pode absorver ou evoluir o calor e, se a realizarmos sob pressão constante, chamamos de entalpia da reação. No entanto, não podemos medir a entalpia das moléculas. Portanto, precisamos medir a mudança na entalpia durante uma reação. Podemos obter a alteração de entalpia (∆H) para uma reação em uma dada temperatura e pressão subtraindo a entalpia de reagentes da entalpia de produtos. Se esse valor for negativo, a reação é exotérmica. Se o valor for positivo, a reação é endotérmica.

Figura 01: Relação entre mudança de entalpia e mudança de fase

A mudança na entalpia entre qualquer par de reagentes e produtos é independente do caminho entre eles. Além disso, a mudança de entalpia depende da fase dos reagentes. Por exemplo, quando os gases oxigênio e hidrogênio reagem para produzir vapor de água, a mudança de entalpia é de -483,7 kJ. No entanto, quando os mesmos reagentes reagem para produzir água líquida, a variação de entalpia é de -571,5 kJ.

2H₂ g) + O₂ (g) → 2H₂O (g); ∆H = -483,7 kJ

2H₂ g) + O₂ (g) → 2H₂O (l); ∆H = -571,7 kJ

O que é entropia?

Algumas coisas acontecem espontaneamente, outras não. Por exemplo, o calor fluirá de um corpo quente para um mais frio, mas não podemos observar o contrário, mesmo que isso não viole a regra de conservação de energia. Quando ocorre uma mudança, a energia total permanece constante, mas é parcelada de maneira diferente. Podemos determinar a direção da mudança pela distribuição de energia. Uma mudança é espontânea se leva a uma maior aleatoriedade e caos no universo como um todo. Podemos medir o grau de caos, aleatoriedade ou dispersão de energia por uma função de estado; nós o chamamos de entropia.

Figura 02: Um diagrama mostrando a alteração na entropia com transferência de calor

A segunda lei da termodinâmica está relacionada à entropia e diz: "a entropia do universo aumenta em um processo espontâneo". A entropia e a quantidade de calor gerada se relacionam pela extensão em que o sistema usou energia. De fato, a quantidade de alteração de entropia ou desordem extra causada por uma determinada quantidade de calor q depende da temperatura. Se já estiver muito quente, um pouco de calor extra não cria muito mais desordem, mas se a temperatura for muito baixa, a mesma quantidade de calor causará um aumento dramático na desordem. Portanto, podemos escrever da seguinte maneira: (onde ds é alterado na entropia, dq é alterado no calor e T é a temperatura.

ds = dq / T

Qual é a diferença entre entalpia e entropia?

Entalpia e entropia são dois termos relacionados na termodinâmica. A principal diferença entre entalpia e entropia é que entalpia é que a transferência de calor ocorre a uma pressão constante, enquanto a entropia dá uma idéia da aleatoriedade de um sistema. Além disso, a entalpia refere-se à primeira lei da termodinâmica, enquanto a entropia refere-se à segunda lei da termodinâmica. Outra diferença importante entre entalpia e entropia é que podemos usar entalpia para medir a mudança de energia do sistema após a reação, enquanto podemos usar entropia para medir o grau de desordem do sistema após a reação.

Resumo - Entalpia vs Entropia

Entalpia e entropia são termos termodinâmicos que costumamos usar com reações químicas. A principal diferença entre entalpia e entropia é que entalpia é a transferência de calor a uma pressão constante, enquanto a entropia dá uma idéia da aleatoriedade de um sistema.

Referência:

1. Libretexts. "Entalpia." Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26 de novembro de 2018. Disponível aqui  
2. Drake, Gordon W.F. "Entropia". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 7 de junho de 2018. Disponível aqui   

Cortesia da imagem:

1. ”Phase change - pt” Por F l a n er, penubag - Trabalho próprio, (Domínio Público) via Commons Wikimedia  
2. "Entropia quente a frio" Por Ibrahim Dincer e Yunus A. Cengel - Entropy 2001, 3 (3), 116-149; doi: 10.3390 / e3030116 http://www.mdpi.com/1099-4300/3/3/116, (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia