Het belangrijkste verschil tussen configuratie-entropie en thermische entropie is dat configuratie-entropie verwijst naar het werk dat wordt gedaan zonder een uitwisseling in temperatuur, terwijl thermische entropie verwijst naar het werk dat wordt gedaan met de uitwisseling in temperatuur.
Hierbij is entropie een maat voor de willekeur van een thermodynamisch systeem. Een toename van de willekeur verwijst naar de toename van de entropie en vice versa.
Wat is configuratie-entropie?
Configurationele entropie is het deel van de entropie van een systeem dat gerelateerd is aan discrete representatieve posities van de samenstellende deeltjes. Het kan de talrijke manieren beschrijven waarop de atomen of moleculen in een mengsel samen kunnen pakken. Hier kunnen de mengsels een legering, glas of een andere vaste stof zijn. Bovendien kan deze term ook verwijzen naar het aantal conformaties van een molecuul of het aantal spinconfiguraties in een magneet. Daarom suggereert deze term dat het kan verwijzen naar alle mogelijke configuraties van een systeem.
Meestal hebben verschillende configuraties van dezelfde stof dezelfde grootte en energie. Daarom kunnen we de volgende relatie gebruiken voor de berekening van configuratie-entropie. Het wordt genoemd als de entropieformule van Boltzmann:
S=kBlnW
Configurationele entropie wordt gegeven door “S”, waarbij kB de Boltzmann-constante is en W het aantal mogelijke configuraties van de stof.
Wat is thermische entropie?
Thermische entropie is een uitgebreide eigenschap van een thermodynamisch systeem. Sommige dingen gebeuren spontaan, andere niet. Warmte zal bijvoorbeeld van een heet lichaam naar een koeler lichaam stromen, maar we kunnen het tegenovergestelde niet waarnemen, ook al schendt het de wet van behoud van energie niet. Wanneer er een verandering optreedt, blijft de totale energie constant maar wordt anders verdeeld. Zo kunnen we de richting van verandering bepalen door de verdeling van energie. Ook is een verandering spontaan als deze leidt tot meer willekeur en chaos in het universum als geheel. En we kunnen de mate van chaos, willekeur of verspreiding van energie meten door een toestandsfunctie; we noemen het de entropie.
Figuur 01: Een temperatuur-entropiediagram voor stoom
De tweede wet van de thermodynamica is gerelateerd aan entropie en zegt: de entropie van het universum neemt toe in een spontaan proces. Entropie en de hoeveelheid opgewekte warmte hangen met elkaar samen door de mate waarin het systeem energie gebruikt. In feite hangt de hoeveelheid entropieverandering of extra wanorde veroorzaakt door een bepaalde hoeveelheid warmte q af van de temperatuur. Dus als het al erg heet is, zorgt een beetje extra warmte niet voor veel meer wanorde, maar als de temperatuur erg laag is, zal dezelfde hoeveelheid warmte een dramatische toename van wanorde veroorzaken.
Wat is het verschil tussen configuratie-entropie en thermische entropie?
Het belangrijkste verschil tussen configuratie-entropie en thermische entropie is dat configuratie-entropie verwijst naar het werk dat wordt gedaan zonder een uitwisseling in temperatuur, terwijl thermische entropie verwijst naar het werk dat wordt gedaan met de uitwisseling in temperatuur. Met andere woorden, configuratie-entropie heeft geen uitwisseling in temperatuur, terwijl thermische entropie gebaseerd is op de verandering in temperatuur.
Hieronder vat de infographic het verschil samen tussen configuratie-entropie en thermische entropie.
Samenvatting – Configuratie entropie versus thermische entropie
Entropie is een maat voor de willekeur van een thermodynamisch systeem. Een toename van de willekeur verwijst naar de toename van de entropie en vice versa. Het belangrijkste verschil tussen configuratie-entropie en thermische entropie is dat configuratie-entropie verwijst naar het werk dat wordt gedaan zonder een uitwisseling in temperatuur, terwijl thermische entropie verwijst naar het werk dat wordt gedaan met de uitwisseling in temperatuur.
