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Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik

Chemische Thermodynamik
Zustandsgrößen und ihre Regeln
Die Entropie gehört zu den 4 Zustandsgrößen der Thermodynamik und wird vor allem durch den 2. und 3. Hauptsatz beschrieben.

Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung in einem System sowie die damit verbundene Anordnungsmöglichkeit der Teilchen in einem System und wird mit S abgekürzt. Je größer die Ordnung eines Systems, desto geringer die Entropie und umgekehrt.

Diese Unordnung in einem System basiert auf der Brownschen Molekularbewegung und dem Bestreben der Teilchen, sich gleichmäßig im Raum zu verteilen. Es wird dadurch immer ein System mit möglichst großer Unordnung, also geringer Ordnung, angestrebt.

Ein Beispiel ist das Raumspray. Wird der Duft abgegeben, befindet sich dieses Gas nur kurze Zeit konzentriert an einer Stelle, nach wenigen Minuten ist es nur noch schwach oder gar nicht mehr wahrzunehmen, da es sich gleichmäßig, dem Zustand größtmöglicher Entropie zustrebend, im Raum verteilt hat.

image

(Entropiezunahme als bildliche Darstellung)

Der erste Hauptsatz sagt nichts darüber aus, ob eine Reaktion freiwillig ablaufen kann oder nicht, sondern nur, dass die Energie erhalten bleibt.

Diese Vorhersage ist mit der Entropie und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik möglich. Ein freiwillig ablaufender Prozess wird auch als spontan bezeichnet.

Im Allgemeinen verlaufen chemische oder physikalische Prozesse nicht unabhängig von ihrer Umgebung. Vielmehr beeinflussen sich System und Umgebung gegenseitig (Ausnahme: abgeschlossene Systeme). Dadurch ergibt sich folgendes (δ ist die differentielle Änderung):

image

Bei einer spontanen Zustandsänderung steigt die Entropie. Wärme fließt selbstständig nur von einem Körper höherer Temperatur zu einem Körper niedrigerer Temperatur. In abgeschlossenen Systemen strebt die Entropie bei irreversiblen Zustandsänderungen gegen ein Maximum. Entropie ist als Richtungsindikator für spontane Naturvorgänge bedeutend.

Wichtig

Video: Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik

Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung in einem System, sowie die damit verbundene Anordnungsmöglichkeit der Teilchen in einem System und wird mit S abgekürzt. Je größer die Ordnung eines Systems, desto geringer die Entropie und umgekehrt.
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Physikalische Chemie

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    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
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      • Chemische Thermodynamik und Energetik
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      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
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    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
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      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
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