Pengira Entropi

Kategori: Kimia
- Mei 27, 2025
| |

Pengira ini menentukan perubahan entropi dalam pelbagai proses termodinamik. Entropi (S) adalah ukuran kekacauan atau ketidakaturan dalam sistem.

Unit SI entropi adalah joule per kelvin (J/K) atau J/(mol·K) untuk entropi molar.

Perubahan Entropi untuk Peralihan Fasa

Masukkan nilai positif tanpa mengira arah
g/mol

Tentang Entropi

Entropi (S) adalah sifat asas yang mengukur tahap kekacauan atau ketidakaturan dalam sistem termodinamik. Dalam istilah mudah, ia mengukur bagaimana tenaga tersebar atau menyebar dalam sistem.

Konsep Utama:
  • Hukum Kedua Termodinamik: Entropi sistem terasing sentiasa meningkat dari masa ke masa, mendekati nilai maksimum pada keseimbangan.
  • Unit: Unit SI entropi adalah joule per kelvin (J/K). Entropi molar dinyatakan dalam J/(mol·K).
  • Entropi Standard: Entropi molar standard (S°) bagi suatu substansi pada 25°C dan tekanan 1 bar.
  • Perubahan Entropi: Untuk suatu proses, ΔS = Sakhir - Sawal. ΔS positif menunjukkan peningkatan ketidakaturan.
Perubahan Entropi dalam Proses Berbeza:
  • Perubahan Fasa: Secara amnya, entropi meningkat apabila bahan berubah dari pepejal kepada cecair atau cecair kepada gas (Spepejal < Scecair < Sgas).
  • Perubahan Suhu: Memanaskan suatu substansi biasanya meningkatkan entropinya apabila gerakan molekul meningkat.
  • Pencampuran: Entropi meningkat apabila substansi yang berbeza bercampur, kerana sistem menjadi lebih tidak teratur.
  • Reaksi Kimia: Perubahan entropi bergantung kepada bilangan dan kompleksiti molekul reaktan dan produk.
Interpretasi Statistik:

Dari perspektif statistik, entropi berkaitan dengan bilangan konfigurasi mikroskopik yang mungkin (mikrostate) dalam suatu sistem. Formula entropi Boltzmann, S = kBln(W), menghubungkan entropi termodinamik dengan mekanik statistik, di mana kB adalah pemalar Boltzmann dan W adalah bilangan mikrostate.

Teori Maklumat:

Dalam teori maklumat, entropi Shannon mengukur ketidakpastian atau ketidakaturan dalam taburan kebarangkalian, mewakili purata kandungan maklumat bagi peristiwa. Walaupun secara matematik serupa dengan entropi termodinamik, ia secara konseptual berbeza.

Apa itu Pengira Entropi?

Pengira Entropi adalah alat yang direka untuk mengira perubahan entropi dalam pelbagai proses termodinamik. Entropi (S) mengukur kekacauan dalam sistem dan memainkan peranan penting dalam memahami pemindahan tenaga dan kecekapan dalam perubahan fizikal dan kimia.

Alat ini menyediakan pengiraan untuk:

  • Perubahan Fasa – Variasi entropi semasa pencairan, pembekuan, pengewapan, dan pemeluwapan.
  • Perubahan Suhu – Perubahan entropi apabila suatu bahan dipanaskan atau disejukkan.
  • Pencampuran – Kesan entropi apabila dua atau lebih bahan bercampur.
  • Reaksi Kimia – Perbezaan entropi antara reaktan dan produk.
  • Entropi Statistik – Entropi berdasarkan bilangan mikrostate atau entropi maklumat.

Formula Entropi

1. Perubahan Entropi untuk Peralihan Fasa:
ΔS = ΔH / T

Di mana:

  • ΔS = Perubahan entropi (J/K)
  • ΔH = Perubahan entalpi untuk peralihan fasa (J)
  • T = Suhu (K)
2. Perubahan Entropi untuk Perubahan Suhu:
ΔS = nCp ln(T₂ / T₁)

Di mana:

  • n = Jumlah bahan (mol)
  • Cp = Kapasiti haba pada tekanan tetap (J/(mol·K))
  • T₁ = Suhu awal (K)
  • T₂ = Suhu akhir (K)
3. Entropi Pencampuran:
ΔSmix = -R (n₁ln x₁ + n₂ln x₂ + ...)

Di mana:

  • R = Pemalar gas (8.314 J/(mol·K))
  • ni = Jumlah komponen i (mol)
  • xi = Pecahan mol komponen i
4. Perubahan Entropi dalam Reaksi Kimia:
ΔS°rxn = ∑νpS°p - ∑νrS°r

Di mana:

  • νp = Koefisien stoikiometri produk
  • S°p = Entropi molar piawai produk (J/(mol·K))
  • νr = Koefisien stoikiometri reaktan
  • S°r = Entropi molar piawai reaktan (J/(mol·K))
5. Entropi Statistik:
S = kB ln(W)

Di mana:

  • kB = Pemalar Boltzmann (1.380649 × 10-23 J/K)
  • W = Bilangan mikrostate yang mungkin

Bagaimana Menggunakan Pengira Entropi

Menggunakan pengira adalah mudah. Ikuti langkah-langkah ini:

  1. Pilih jenis pengiraan entropi yang anda perlukan (Perubahan Fasa, Perubahan Suhu, Pencampuran, Reaksi, atau Statistik).
  2. Masukkan nilai yang diperlukan seperti suhu, entalpi, atau jumlah bahan.
  3. Pilih unit yang sesuai dari menu dropdown.
  4. Klik butang "Kira Entropi" untuk mendapatkan keputusan dengan segera.
  5. Lihat perubahan entropi yang dikira bersama dengan penjelasan dan aplikasi formula.

Kenapa Entropi Penting?

Entropi membantu menjelaskan spontaniti reaksi, kecekapan tenaga, dan kekacauan dalam sistem. Memahami entropi adalah penting dalam bidang seperti:

  • Termodinamik – Membantu meramalkan arah proses kimia dan fizikal.
  • Kimia – Menentukan kebolehlaksanaan reaksi dan keseimbangan.
  • Kejuruteraan – Digunakan dalam mereka bentuk enjin, peti sejuk, dan penukar haba.
  • Sains Maklumat – Mengukur ketidakpastian dalam data dan taburan kebarangkalian.

Soalan Lazim (FAQ)

Apa itu entropi?

Entropi adalah ukuran kekacauan dalam sistem. Ia mengkuantifikasi bagaimana tenaga disebarkan dan sama ada suatu proses adalah spontan.

Kenapa entropi meningkat?

Hukum Kedua Termodinamik menyatakan bahawa entropi cenderung meningkat dari semasa ke semasa dalam sistem terasing. Ini bermakna sistem secara semula jadi bergerak ke arah kekacauan yang lebih besar.

Bolehkah entropi menurun?

Ya, tetapi hanya dalam keadaan tertentu, seperti apabila suatu sistem bertukar tenaga dengan persekitarannya. Namun, jumlah entropi alam semesta sentiasa meningkat.

Unit apa yang digunakan untuk entropi?

Entropi diukur dalam joule per kelvin (J/K). Entropi molar, yang merupakan entropi per mol bahan, diukur dalam J/(mol·K).

Bagaimana entropi berkaitan dengan suhu?

Entropi meningkat dengan suhu kerana suhu yang lebih tinggi menyebabkan lebih banyak gerakan molekul dan kekacauan.

Adakah pencampuran sentiasa meningkatkan entropi?

Ya, pencampuran bahan secara amnya meningkatkan entropi kerana molekul menjadi lebih teragih secara rawak.

Kesimpulan

Pengira Entropi adalah alat yang berharga untuk mengira perubahan entropi dalam pelbagai proses. Sama ada anda sedang belajar termodinamik, kimia, atau fizik, alat ini memudahkan pengiraan entropi dan membantu dalam memahami transformasi tenaga. Cubalah sekarang untuk meneroka entropi dalam tindakan!