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Entropia

L'entropia e il disordine di un sistema. Calcolo dell'entropia

Per un processo che avviene in modo reversibile, la variazione di entropia (∆S) può essere calcolata nel seguente modo:

entropia

dove Qrev è il calore scambiato nella trasformazione fatta avvenire in modo reversibile e T è la temperatura assoluta alla quale la trasformazione avviene.

La relazione precedente mostra che la variazione di entropia di un sistema che passa reversibilmente da uno stato ad un altro, è data dalla differenza di entropia di questi due stati e non dal cammino percorso nel passaggio dall'uno all'altro.

Perciò l'entropia è una funzione di stato.

∆S si esprime in unità entropiche (u.e.) la cui unità di misura è: Cal / (mol · K) o J / (mol · K).

Per quanto riguarda l'entropia (S) occorre osservare che contrariamente a quanto avviene per l'entalpia e l'energia libera, essa può essere misurata in assoluto in quanto è pari a zero l'entropia di un cristallo perfetto alla temperatura di zero K (zero assoluto).

Pertanto, mentre si è convenuto di porre uguale a zero l'entalpia di formazione degli elementi nei loro stati standard (25°C e 1 atm), l'entropia di formazione per gli stessi è maggiore di zero e ha un valore ben definito.

Per una trasformazione chimica, la variazione di entropia viene calcolata nel seguente modo:

variazione entropia

Nelle reazioni che avvengono con un aumento del disordine, l'entropia dei prodotti S(prodotti) è maggiore dell'entropia dei reagenti S(reagenti), per cui: ∆S > 0.

Nelle reazioni che avvengono con diminuzione del disordine, l'entropia dei prodotti S(prodotti) è minore dell'entropia dei reagenti S(reagenti), per cui: ∆S < 0.

Tenendo conto della definizione di entropia, il secondo principio della termodinamica può essere enunciato nel seguente modo: nei processi spontanei di un sistema isolato l'entropia S deve aumentare, cioè ∆S deve essere maggiore di zero (∆S > 0).

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