Konparaketa honek entropiaren, molekula-desordenaren eta energia-sakabanaketaren neurriaren, eta entalpiaren, sistema baten bero-eduki osoaren, arteko oinarrizko termodinamika-bereizketa aztertzen ditu. Kontzeptu hauek ulertzea ezinbestekoa da zientzia- eta ingeniaritza-diziplina guztietako prozesu fisikoetan erreakzio kimikoen espontaneotasuna eta energia-transferentziak aurreikusteko.
Sistema baten barruko desordena edo ausazkotasun maila adierazten duen magnitude termodinamikoa.
Sistema termodinamiko baten bero-eduki osoa, barne-energia eta presio-bolumen lana barne.
| Ezaugarria | Entropia | Entalpia |
|---|---|---|
| Oinarrizko definizioa | Sistemaren ausazkotasunaren edo desordenaren neurria | Sistema baten barruko bero-energia osoa |
| Ikur estandarra | S | H |
| SI neurketa unitatea | J/K (Joule Kelvin bakoitzeko) | J (Joule) |
| Foku termodinamikoa | Energiaren sakabanaketa eta probabilitatea | Energiaren transferentzia eta bero-fluxua |
| Beroaren gehikuntzaren eragina | Beti handitzen da partikulak gehiago mugitzen diren heinean | Barne-energia handitzen den heinean handitzen da |
| Espontaneotasun adierazlea | Aldaketa positiboak espontaneotasuna bultzatzen du | Aldaketa negatiboak (exotermikoak) askotan espontaneotasuna faboratzen du |
| Kalkulatua honela | Bero-transferentzia tenperaturarekin zatituta | Barne-energia gehi presioa bider bolumena |
Entropiak energiaren kalitatean eta banaketan jartzen du arreta, zehazki, molekula-kaosaren ondorioz lana egiteko zenbat energia ez dagoen erabilgarri. Aldiz, entalpiak energia kantitatea kuantifikatzen du, zehazki, substantzia batek presio konstanteko baldintzetan duen energia termiko osoa. Entropiak partikulen antolamendua aztertzen duen bitartean, entalpiak trantsizioetan zehar bero-fluxua jarraitzen du.
Entropia Bigarren Legearen muina da, eta honek dio sistema isolatu baten entropia osoa beti handitu behar dela denboran zehar. Entalpia Lehen Legearekin edo energiaren kontserbazioarekin lotuta dago estuago, aldaketa kimiko eta fisikoetan xurgatzen edo askatzen den beroa azaltzeko balio baitu. Elkarrekin, Gibbs Energia Askea definitzen dute, eta horrek prozesu bat naturalki gerta daitekeen zehazten du.
Izotza urtzen den bezalako fase-aldaketa batean, bi balioak nabarmen handitzen dira. Entalpia handitzen da molekula arteko loturak hausteko energia behar delako (bero latentea), eta entropia, berriz, egoera likidoak partikulen mugimendu eta ausazkotasun askoz gehiago ahalbidetzen duelako egoera solidoak baino. Ondorioz, solidoek, oro har, bi propietateen maila baxuenak dituzte likidoekin eta gasekin alderatuta.
Kimikariek entalpia erabiltzen dute erreakzio bat exotermikoa (beroa askatzen du) edo endotermikoa (beroa xurgatzen du) den zehazteko, bero-edukiaren aldaketa neurtuz. Entropia erabiltzen da erreakzio batek egoera desordenatuago batera eramango duen aurreikusteko, hala nola solido bat likido batean disolbatzen denean edo gas bat likido batetik sortzen denean. Ingeniariek bietan oinarritzen dira motor termiko eta hozte-ziklo eraginkorrak diseinatzeko.
Entropia "nahaspila" edo gela zikin baten beste hitz bat besterik ez da.
Askotan desordena gisa sinplifikatuta dagoen arren, entropia partikulen artean energia nola banatu daitekeen neurtzen duen neurri zientifikoa da. Gela nahasia makro-eskalako analogia bat da, baina benetako entropiak atomo eta molekulen mikro-egoerei egiten die erreferentzia.
Entalpia eta barne-energia totala gauza bera dira.
Entalpiak barne-energia hartzen du kontuan, baina baita ere ingurunea desplazatuz sistemarentzat lekua egiteko behar den energia (energia fotovoltaikoaren lana). Solido eta likido askotan, aldea txikia da, baina gasetan, esanguratsua da.
Fisikaren arabera, entropia gutxitzea ezinezkoa da.
Entropia sistema espezifiko baten barruan tokian tokiko jaitsi daiteke, adibidez, ura izotz bihurtzen denean. Hala ere, hori bakarrik da posible inguruko entropia kopuru handiagoan handitzen bada, unibertsoaren entropia osoa oraindik ere handitzen dela ziurtatuz.
Erreakzio exotermiko guztiak (entalpia negatiboa) berez gertatzen dira.
Beroa askatzen duten erreakzio gehienak espontaneoak diren arren, erreakzio endotermiko batzuk modu naturalean gertatzen dira entropiaren igoera energia defizita gainditzeko bezain handia bada. Espontaneitatea bi faktoreen orekak zehazten du Gibbs-en energia askearen bidez.
Aukeratu entropia sistema baten bilakaeran ausazkotasuna, probabilitatea edo denboraren norabidea aztertzerakoan. Aukeratu entalpia bero-beharrak, energia-eraginkortasuna edo erreakzio kimiko baten irteera termikoa presio konstantean kalkulatzerakoan.
Abiadura eta abiaduraren arteko konparazio honek fisikaren kontzeptuak azaltzen ditu, abiadura objektu batek zer azkartasunez mugitzen den neurtzen duela azpimarratuz, abiadurak, berriz, norabide-osagaia gehitzen duela. Definizioan, kalkuluan eta higidura-analisian erabileran dauden alde garrantzitsuak erakusten ditu.
Konparaketa honek korronte alternoaren (AC) eta korronte zuzenaren (DC) arteko oinarrizko desberdintasunak aztertzen ditu, elektrizitatea isurtzeko bi modu nagusiak baitira. Haien portaera fisikoa, nola sortzen diren eta zergatik gizarte modernoak bien nahasketa estrategiko baten mende dagoen sare nazionaletatik hasi eta telefono eramangarrietaraino dena elikatzeko aztertzen du.
Konparaketa zehatz honek atomoen, elementuen oinarrizko unitate singularren, eta molekulen, lotura kimikoen bidez eratutako egitura konplexuak direnen, arteko bereizketa argitzen du. Egonkortasunean, konposizioan eta portaera fisikoan dituzten desberdintasunak nabarmentzen ditu, materiaren oinarrizko ulermena eskainiz bai ikasleei bai zientzia zaleei.
Konparaketa honek bero-ahalmenaren (objektu oso baten tenperatura igotzeko behar den energia osoa neurtzen duena) eta bero espezifikoaren (material baten berezko propietate termikoa definitzen duena, bere masa edozein dela ere) arteko desberdintasun kritikoak aztertzen ditu. Kontzeptu hauek ulertzea ezinbestekoa da klima-zientziatik hasi eta industria-ingeniaritzaraino doazen arloetarako.
Konparaketa honek difrakzioaren, non uhin-fronte bakar batek oztopoen inguruan okertzen den, eta interferentziaren, hau da, hainbat uhin-fronte gainjartzen direnean gertatzen den interferentziaren arteko bereizketa argitzen du. Uhin-portaera hauek nola elkarreragiten duten aztertzen du argian, soinuan eta uretan eredu konplexuak sortzeko, optika modernoa eta mekanika kuantikoa ulertzeko ezinbestekoak direnak.
