Entropia: desordenaren neurketa

Desordena handitzen dela esatea prozesuaren berezko zentzuaren irizpide koalitatiboa ematen du, baina balio koantitatiboak behar ditugu berezkotasunaren ebaluaketa zehatza egiteko.

Desordena ebaluatzeko bi bide nagusi daude:

a) desordenaren balioa zuzenean kalkulatzea. Baina ikusiko dugun bezala, kalkulu hori gauzatzea oso zaila da

b) desordena eta energiaren transferentziarekin (bero gisa) erlazionatu

Entropia

Entropia (S), desordenarekin zuzen loturik dagoen egoera-funtzioa da. Beranduago ikusiko dugunez, berezko prozesuetan unibertsoko entropia handitu egiten da beti.

Entropia zuzen neurtzeko, Boltzmann-en ekuazioa daukagu: S=k.lnW

W, sistema deskribatzeko dauden bideak dira. Hori hobeto ulertzeko, har dezagun irudiko adibidea.

Har dezagun eskualde bat eta 9 zatitan banatuko dugu. Eskualde horretan bi atomo kokatuko ditugu.

Sistema ordenatuaren bila goaz eta jar ditzagun bi atomoak eskualdearen zati berean. Zati berean jartzeko aukerak 9 dira (9 zati daudelako). Kasu honetan, W=9 da.

Orain sistemari desorden gehiago ezarriko diogu: atomo bakoitza zati ezberdin batetan jarriko dugu. Baldintza hori betetzeko dauden aukera ezberdinak hauek dira: 9 aukera lehen atomoa sartzeko x 8 aukera bigarrenarentzat. Kasu honetan, W=72.

Ikusten denez, W handitzean sistemaren desordena handitu egiten da.

Baina entropia kalkulatzeko era hau ezin da aurrera eraman atomo-kopurua milioika eta milioika daudenean.

Entropia neurtzeko beste bide alternatiboa beroaren bidez da. Prozesu batetan gertatutako entropia-aldaketaren kalkulua errazteko, tenperatura konstantea mantenduko dela suposatuko dugu. Tenperatura konstantez bero-gisa energia transferitzen denean, gertatutako entropia-aldaketa ekuazio honen bitartez kalkulatzen da:

Beroak duen azpiindizea (T) tenperatura konstantez izan behar duela transferentzia gogoratzeko da. Entropiaren unitateak (J/K) dira, formulatik ondorioztatzen den bezala.

BIBLIOGRAFIA:

· "Chemistry. The Molecular Science". Olmsted, Williams. (WCB)