Suchfunktion


 
 

Navigation

Entropie S als thermodynamische Zustandsgröße

Allgemeines:
Die Entropie  ist eine fundamentale thermodynamische Zustandsgröße und ist z.T. ein schwieriger Begriff, der  schwer anschlaulich betrachtet werden kann. 

Die Zustandsgrößen, die Enthalpie H und die innere Energie U (die aus dem 1. Hauptsatz abgeleitet werden),sind nicht in der Lage, die Richtung einer Systemänderung vollständig zu beschreiben. Aus diesem Grund definiert der 2.Hauptsatz eine weitere Zustandsgröße, die sogenannte Entropie S. Erst mit Hilfe der Entahlpie H und der Entropie S können System und Systemänderungen vollständig beschrieben werden

Die Entropie ist ebenso wie die Enthalpie und die freie Enthalpie eine wichtige Größe in der physikalischen Chemie. Die Aussage "Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems" ist sehr grenzwertig und trifft nur auf einige Systeme zu. Die Entropie ist zudem keine direkt messbare Größe
 

Entropie S:
Man kann nun ganz einfach einmal die Formel für die Entropie betrachten: S = kB · ln(W), wobei kB die Boltzmann-Konstante ist und die Zahl W entspricht der Zahl der möglichen Zustände eines Systemes, dabei sprechen viele bei  "W"  = 1 von max. Ordnung. Die Entropie aller Stoffe am absoluten Nullpunkt beträgt S = 0 J/mol·K.

Die Zustände eines Systems ergeben sich durch die Teilchenanzahl, dem zur Verfügung stehenden Volumen und dem Energienvieau des Systems. Ist z.B. ein Gas in einem Raum verteilt, dann habe ich mehr Zustände als wenn die Gasmoleküle nur an einem bestimmten Ort im Raum wären (weniger Plätze im Raum sind belegt). Man könnte die Entropie deswegen auch verstehen als Möglichkeit, Energie auf (möglichst) viele Zustände zu verteilen.

Anwendung:
In einer spontan ablaufenden Reaktion steigt die Entropie S immer an (ergibt sich aus dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik), kein Stoff wird sich von selbst in einen geordneten Zustand begeben, beispielsweise verteilt sich ein Gas immer gleichmäßig in einem Behälter und konzentriert sich nicht nur an einem bestimmten Platz, dem System stehen dadurch mehrere Zustände zur Verfügung und nach der oben genannten Formel nimmt daher die Entropie zu.
 

.