熵

熵衡量的是系统单位温度下的热能。熵值的大小也是系统分子随机性或无序性的度量，因为功是从有序的分子运动产生的。熵的原理为许多日常现象的随机变化过程提供了迷人的见解。德国物理学家鲁道夫·克劳修斯 (Rudolf Clausius) 于1850年引入了熵。它是一种热力学性质，如温度、压力和体积，但我们无法轻易地将其可视化。

熵的性质

熵的各种性质如下：

1. 熵是依赖于系统状态的状态函数。
2. 它由S定义，但在常规状态下表示为S°。
3. 熵的SI单位是J/Kmol。
4. 熵是热力学函数。
5. 熵的CGS单位是cal/Kmol。

熵变和计算

该过程定义为熵变过程中产生的热量，并可逆地除以绝对温度。熵的公式如下：

如果我们向较高或较低的温度施加相同量的热量，熵的随机性在较低的温度下会更高。因此，我们可以说温度与熵成反比。

总熵变，∆Stotal = ∆Ssurroundings + ∆Ssystem

我们必须注意，总熵变等于系统和环境熵变的数量。

系统在温度T1下失去热量q，这些热量被温度为T2的环境吸收。

因此，∆S_total 可计算为：

有几个步骤可以计算熵：

1. 如果∆Stotal为零，则熵过程处于平衡状态。
2. 如果∆Stotal为正，则熵过程是自发的。
3. 如果∆Stotal为负，则熵过程是非自发的。

理想气体可逆等温膨胀过程中的熵变：

根据热力学第一定律：

对于理想气体的等温膨胀，∆U = 0，

所以，

∆S = nRln(V2/V1)

可逆绝热膨胀过程中的熵变

对于绝热过程（q = 0），热交换为零，因此可逆绝热膨胀在恒熵（等熵）下发生。

因此，

∆S = 0

虽然可逆绝热膨胀是等熵的，但不可逆绝热膨胀不是等熵的。

∆S 不等于零。

熵的公式

它是一种热力学函数，用于计算系统的不稳定性和无序性。固体的熵（粒子紧密排列）大于气体（粒子自由移动）。此外，科学家们得出结论，在随机过程中，过程熵会增加。它包含系统熵和环境熵。有几个方程可以计算熵：

1. 当过程在恒定温度下发生时，熵为：

ΔS_system = q_rev/T

其中ΔS是熵变，

Q_rev指热量的可逆过程，

而T指开尔文温度。

2. 如果已知反应过程，我们可以使用标准熵值表来查找ΔSrxn。

ΔS_rxn = ΣΔS_products - ΣΔS_reactants

其中ΔS_rxn指标准熵值，

ΣΔS_products指ΔS_products的总和，

而ΣΔS_reactants指ΔS_reactants的总和。

3. 也可以使用吉布斯自由能 (ΔG) 和焓 (ΔH) 来查找ΔS。