यह तुलना एंट्रॉपी, जो मॉलिक्यूलर डिसऑर्डर और एनर्जी डिस्पर्सल का माप है, और एन्थैल्पी, जो किसी सिस्टम का टोटल हीट कंटेंट है, के बीच बुनियादी थर्मोडायनामिक अंतर को एक्सप्लोर करती है। साइंटिफिक और इंजीनियरिंग डिसिप्लिन में फिजिकल प्रोसेस में केमिकल रिएक्शन स्पॉन्टेनिटी और एनर्जी ट्रांसफर का अनुमान लगाने के लिए इन कॉन्सेप्ट्स को समझना ज़रूरी है।
एक थर्मोडायनामिक मात्रा जो किसी सिस्टम के अंदर गड़बड़ी या रैंडमनेस की डिग्री को दिखाती है।
थर्मोडायनामिक सिस्टम का टोटल हीट कंटेंट, जिसमें इंटरनल एनर्जी और प्रेशर-वॉल्यूम वर्क शामिल है।
| विशेषता | एन्ट्रापी | तापीय धारिता |
|---|---|---|
| मौलिक परिभाषा | सिस्टम यादृच्छिकता या अव्यवस्था का माप | एक सिस्टम के भीतर कुल ऊष्मा ऊर्जा |
| मानक प्रतीक | एस | एच |
| एसआई मापन इकाई | J/K (जूल प्रति केल्विन) | जे (जूल) |
| थर्मोडायनामिक फोकस | ऊर्जा फैलाव और संभावना | ऊर्जा स्थानांतरण और ऊष्मा प्रवाह |
| ऊष्मा संयोजन का प्रभाव | जैसे-जैसे कण ज़्यादा आगे बढ़ते हैं, हमेशा बढ़ता है | आंतरिक ऊर्जा बढ़ने पर बढ़ता है |
| सहजता संकेतक | सकारात्मक बदलाव सहजता को बढ़ावा देता है | नेगेटिव बदलाव (एक्सोथर्मिक) अक्सर अपने आप होने को बढ़ावा देता है |
| गणना इस प्रकार की गई | तापमान से विभाजित ऊष्मा स्थानांतरण | आंतरिक ऊर्जा + दाब गुणा आयतन |
एंट्रॉपी एनर्जी की क्वालिटी और डिस्ट्रीब्यूशन पर फोकस करती है, खासकर मॉलिक्यूलर केओस की वजह से काम करने के लिए कितनी एनर्जी अब उपलब्ध नहीं है। इसके उलट, एन्थैल्पी एनर्जी की मात्रा को मापती है, खासकर कॉन्सटेंट प्रेशर कंडीशन में किसी सब्सटेंस द्वारा होल्ड की गई टोटल थर्मल एनर्जी। जहां एंट्रॉपी पार्टिकल्स के अरेंजमेंट को देखती है, वहीं एन्थैल्पी ट्रांज़िशन के दौरान हीट के फ्लो को ट्रैक करती है।
एंट्रॉपी दूसरे नियम का मुख्य हिस्सा है, जो बताता है कि एक अलग सिस्टम की कुल एंट्रॉपी समय के साथ हमेशा बढ़नी चाहिए। एन्थैल्पी पहले नियम, या एनर्जी के संरक्षण से ज़्यादा जुड़ी हुई है, क्योंकि यह केमिकल और फिजिकल बदलावों के दौरान सोखी या छोड़ी गई गर्मी का हिसाब रखने में मदद करती है। साथ में, वे गिब्स फ्री एनर्जी को बताते हैं, जो यह तय करती है कि कोई प्रोसेस नैचुरली हो सकता है या नहीं।
बर्फ पिघलने जैसे फेज़ चेंज के दौरान, दोनों वैल्यू काफी बढ़ जाती हैं। एन्थैल्पी इसलिए बढ़ती है क्योंकि इंटरमॉलिक्यूलर बॉन्ड (लेटेंट हीट) को तोड़ने के लिए एनर्जी की ज़रूरत होती है, जबकि एन्ट्रॉपी इसलिए बढ़ती है क्योंकि लिक्विड स्टेट में सॉलिड स्टेट की तुलना में पार्टिकल मूवमेंट और रैंडमनेस बहुत ज़्यादा होती है। इसलिए, लिक्विड और गैस की तुलना में सॉलिड में आमतौर पर दोनों प्रॉपर्टीज़ का लेवल सबसे कम होता है।
केमिस्ट एन्थैल्पी का इस्तेमाल यह पता लगाने के लिए करते हैं कि कोई रिएक्शन एक्सोथर्मिक (गर्मी छोड़ता है) है या एंडोथर्मिक (गर्मी सोखता है) और इसके लिए हीट कंटेंट में बदलाव को मापते हैं। एंट्रॉपी का इस्तेमाल यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता है कि क्या कोई रिएक्शन ज़्यादा गड़बड़ स्थिति में ले जाएगा, जैसे कि जब कोई ठोस चीज़ लिक्विड में घुल जाती है या लिक्विड से गैस बनती है। इंजीनियर कुशल हीट इंजन और रेफ्रिजरेशन साइकिल डिज़ाइन करने के लिए दोनों पर भरोसा करते हैं।
एन्ट्रॉपी का मतलब है 'गंदगी' या गंदा कमरा।
हालांकि इसे अक्सर अव्यवस्था कहा जाता है, लेकिन एंट्रॉपी खास तौर पर एक साइंटिफिक माप है कि एनर्जी पार्टिकल्स के बीच कितने तरीकों से बंट सकती है। एक गंदा कमरा एक बड़े पैमाने पर तुलना है, लेकिन असली एंट्रॉपी एटम और मॉलिक्यूल के माइक्रो-स्टेट्स को बताती है।
एन्थैल्पी और टोटल इंटरनल एनर्जी एक ही चीज़ हैं।
एन्थैल्पी में अंदरूनी एनर्जी तो शामिल होती ही है, साथ ही इसमें सिस्टम के आस-पास की चीज़ों को हटाकर जगह बनाने के लिए ज़रूरी एनर्जी (PV वर्क) भी शामिल होती है। कई सॉलिड और लिक्विड में यह अंतर छोटा होता है, लेकिन गैसों के लिए यह काफ़ी होता है।
फिजिक्स के अनुसार एन्ट्रॉपी में कमी नामुमकिन है।
किसी खास सिस्टम में एंट्रॉपी लोकल लेवल पर कम हो सकती है, जैसे कि जब पानी बर्फ में जम जाता है। हालांकि, यह तभी मुमकिन है जब आस-पास की एंट्रॉपी ज़्यादा मात्रा में बढ़े, जिससे यूनिवर्स की टोटल एंट्रॉपी बढ़ती रहे।
हर एक्सोथर्मिक रिएक्शन (नेगेटिव एन्थैल्पी) अपने आप होता है।
ज़्यादातर हीट-रिलीज़िंग रिएक्शन अपने आप होते हैं, लेकिन कुछ एंडोथर्मिक रिएक्शन अपने आप होते हैं अगर एन्ट्रॉपी में बढ़ोतरी एनर्जी की कमी को पूरा करने के लिए काफ़ी ज़्यादा हो। स्पॉन्टेनिटी गिब्स फ्री एनर्जी के ज़रिए दोनों फ़ैक्टर के बैलेंस से तय होती है।
किसी सिस्टम के विकास में रैंडमनेस, प्रोबेबिलिटी, या समय की दिशा का एनालिसिस करते समय एन्ट्रॉपी चुनें। लगातार प्रेशर पर किसी केमिकल रिएक्शन की हीट की ज़रूरत, एनर्जी एफिशिएंसी, या थर्मल आउटपुट को कैलकुलेट करते समय एन्थैल्पी चुनें।
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