17.3
Termodinamiğin birinci yasasına göre, bir sistemdeki enerji değişimi çevredeki enerji değişimine eşit ve zıttır. Sistem, bir fincan sıcak çaya bir buz küpü eklendiğinde, çay soğurken çevresi buz erir. Buz küpünün kazandığı ısı, çaydan kaybedilen ısıya eşittir.
Isı transferinin yönü ne olursa olsun enerji korunur. Bununla birlikte, bir buz küpü eklemek çayı asla daha sıcak yapmaz çünkü aktarılan ısı miktarı ısının hangi yöne aktığını belirlemez. Entropideki ilişkili değişiklik, ısı transferinin ve diğer spontan reaksiyonların yönünü açıklamak için dikkate alınmalıdır.
Termodinamiğin ikinci yasası, hem sistemin hem de çevrenin toplam entropisi olan evrenin entropisinin tüm spontan süreçler için arttığını belirtir. Bu, evrenin son ve başlangıç durumlarının entropisi arasındaki fark olan evrenin ΔS'sinin sıfırdan büyük olması gerektiği anlamına gelir. Entropi, enerji dağılımının bir ölçüsü olduğundan, evrenin enerjisinin başlangıçta olduğundan daha son durumda daha fazla dağıldığı bir süreç kendiliğinden olacaktır.
Bir buz küpü eridiğinde, su molekülleri, sistemin entropisinde pozitif bir değişiklikle düzenli bir katıdan daha düzensiz bir sıvı haline değişir;su buzda donduğunda, sistemin ΔS'si negatiftir. HBununla birlikte, bu süreçlerin kendiliğinden olması için, evrenin entropisinin artması gerekir, bu nedenle bu işlemlerin kendiliğinden olup olmaması arasındaki fark çevrede olmalıdır. Su donduğunda çevreye ısı vererek çevredeki enerji dağılımını artırır.
Evrenin ΔS'sinin pozitif olması için çevrenin ΔS'si pozitif olmalı ve sistemin ΔS'sinden daha büyük olmalıdır. Saf su yalnızca 0°C'nin altındaki sıcaklıklarda kendiliğinden donacaktır. Bunun nedeni, düşük sıcaklıklarda çevreye aktarılan ısının, daha yüksek sıcaklıklarda aktarılan aynı ısıdan daha büyük bir entropi değişikliğine yol açmasıdır.
Çevrenin ΔS büyüklüğü, sistem tarafından aktarılan ısı ile doğru orantılıdır ve T sıcaklığı ile ters orantılıdır. Bu nedenle, sabit bir sıcaklık ve basınçta meydana gelen herhangi bir işlem için, çevrenin ΔS'si, ortama aktarılan ısının Kelvin cinsinden sıcaklığa bölünmesine eşittir.
Bir sürecin spontanlığı güvenilir bir şekilde tahmin edebilecek bir özelliği belirleme arayışında, umut verici bir aday tanımlanmıştır: entropi. Siste…
Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.