Что же такое энтропия? [Veritasium]
Про энтальпию и энтропию
Приходим мы такие в лабораторию, хватаем склянки с реактивами и давай их смешивать. Одно вливаем в другое, другое – в третье, пятое – в десятое и т.д. Веселимся до упаду. Взяли мы реактив А, добавили к нему Б, в надежде получить В. Но в итоге получаем кукиш. Почему волшебство не происходит? В лабораторию вкатывается старушка термодинамика и объявляет, что реакция пойдет только в том случае, если энергия Гиббса системы (она же свободная энергия) после реакции станет меньше, чем до. Иными словами, когда будет достигнут энергетический выигрыш...
Теперь про Энтальпию и Энтропию. Тут уж если сумеешь разобраться, можно смело тумана напускать и называть не просветлённых земляными червяками. Начнем с ударения. Если с «энтропией» нет особо разночтений всегда ударение ставят на предпоследнюю гласную, то «энтальпия» разделяет людей на два непримиримых лагеря. Если жители лилипутии настаивают на ударении на «а», то блефусканцы непреклонны и ставят ударение по аналогии с энтропией на «и». Среди первых преобладают потомственные энергетики, физики кучкуются со вторыми. Теперь про соль и мясо – читай про Суть. Зачем все эти сложности, почему не обойтись просто энергией. В быту мы же говорим «энергия, содержащаяся в тонне дров» или еще какую те чушь на взгляд продвинутых термодинамиков. На самом деле проще начать с конца – в чем измеряется. Энергия, как помним, может измеряться в Гкал или кВт*ч или Джоулях. Энтальпия измеряется в тех же величинах, что наводит на мысль о синонимичности. Но мы уже понимаем, что это не одно и тоже и должна быть разница. Всякая курица -птица, но не каждая птица курица. Энергией называют все подряд, значит энтальпия, вероятно, более узкое определение. Это какой-то специфический вид энергии. Энергетика это про нагрев, охлаждение, сжигание – и все это происходит с газом (не газ в смысле Газпром, а такое агрегатное состояние, не жидкость и не камень). Состояние какого-то количества газа описывается тремя параметрами – объем, который он занимает, давление, которое он создает и температурой. Когда состояние газа меняется – он может сжаться или расширится, нагреться или охладится, изменить занимаемый объем. Изменение энтальпии – это сколько тепла нужно подвести или забрать у системы, чтобы она пришла к желаемым параметрам. То есть энтальпия это про тепло, связанное с конкретным состоянием системы. Из энтальпии в лоб электроэнергии, например, не вытащишь. Теперь про энтропию. Энтропия имеет размерность Дж/К (Джоуль на Кельвин). То есть энергия на температуру. По размерности совпадает с теплоемкостью. Если вспомнить теплоемкость – то для воды, например, она одна всегда. До тех пор, пока она не превратится в пар или лед. Если не вдаваться в математику – энтропия показывает насколько система разупорядочирась, сколько в стружку ушло в процессе ее изменений. И печалька в том, что в замкнутой системе она только растет и стружка никогда больше не станет ложкой. То есть если топливо сжег, то это уже навсегда. И энтропия покажет это своим ростом.