entropie chemie?
hi, was ist die Entropie? die ordnung/unordnung von Molekülen? was verringert die entropie?
7 Antworten
Unordnung jein. Das sagt man immer so, weil man sich dann was drunter vorstellen kann. Das ist aber eigentlich mehr ein statistischer Begriff. Danach ist die Entropie die Anzahl der Zustände, die die Teilchen haben können. Je mehr mögliche Zustände es gibt, desto höher ist die Entropie. Und hohe Entropie ist der erstrebenswerte Zustand für ein System.
(Vereinfachtes) Beispiel: Die Bildung vieler kleiner Moleküle ist dem eines großen vorgezogen, weil viele kleine Teilchen mehr Bewegungszustände haben können als ein großes. Gleiches gilt auch für die Bildung eines gasförmigen Moleküls. Das hat mehr Bewegungsfreiheit als eines in einem Feststoff.
Dann erklär du das mal ohne 3 Semester Thermodynamik vorauszusetzen...
alles, was unordentlich ist, hat eine hohe Entropie: gelöste Salze, Gase, Mischungen
alles, was ordentlich ist, hat eine geringe Entropie: Kristalle, Feststoffe aus Reinstoffen
Und alle Systeme haben das Bestreben, eine hohe Entropie zu erreichen, also flüssige Stoffe gehen in den gasförmigen Zustand über - und zwar auch vor dem Siedepunkt! Sonst könntest du ja beispielsweise keine Wäsche trocknen.
Es gibt zwei Bücher, die das mit der Entropie wirklich gut erklären:
Dickerson/Geis , Chemie (auf Uni-Niveau), leider vergriffen, kann man aber ausleihen
Jule und der Schrecken der Chemie (mit einer netten Geschichte) - das versteht man ab einem Alter von 12 Jahren - und das Buch kann man in vielen Büchereien ausleihen oder halt kaufen.
Aber vielleicht reicht meine Erklärung jetzt schon?
.. wenn Wasser kondensiert, wird natürlich die Entropie wieder verringert :-)
Entropie nimmt stets zu, also die Unordnung des Systems. Dies hat damit zu tun, dass jedes System versucht seinen energetisch günstigsten (niedrigsten) Zustand zu erreichen. Alles andere wäre thermodynamisch ungünstig.
Mein Prof sagte, sie nimmt stets zu, insbesondere, wenn Du ein System sich selbst überlässt.
Wenn Du in einen Raum gehst, der vorher absolut sauber war und den wieder verlässt, hast Du eine Änderung verursacht. Wenn Du dann vielleicht noch einen Gegenstand von A nach B bewegst, wirst Du es NIEMALS schaffen diesen genau wieder an dieselbe Position wie vorher zu bekommen, es gibt geringe Abweichungen. Der Raum wird NIEMALS wieder wie zu Beginn sein.
Die Entropie des Universums nimmt zu. Wenn Wasser in einen Gefäß zu Eis gefriert, nimmt die Entropie des Systems ab. Allerdings wird Wärme an die Umgebung abgegeben, deren Entropie dadurch zunimmt.
Das ist das was ich gesagt habe. Nur anders formuliert.
Wenn du einen Gegenstand von A nach B bewegst, ändert sich die Entropie nicht. Wenn in dem Raum Schachfiguren verstreut liegen und du sie in der richtigen Anordnung auf das Schachbrett setzt, verringert sich die Entropie.
naja doch, ich Wirbel Luftmoleküle auf, transportiere Schmutz von A nach B usw.
Nichts ist mehr so wie es vorher war
Die Atome oder Moleküle in einer Gasflasche gelangen auch nie wieder in die Anfangskonfiguration.
Daher Zunahme der Entropie ;) insbesondere reagiert immer irgendwo irgendwie irgendetwas :) zudem glaube ich da den Worten meines PC Profs ;)
Na ja, ich habe Thermodynamik an der TU unterrichtet ...
Dann solltest Du wissen, dass es mehrere Definitionen geben kann und die Wahrheit dazwischen liegt :)
Da hast du etwas falsch verstanden. Den zweiten Hauptsatz kann man verschieden FORMULIEREN, es wird aber stets die gleiche Realität beschrieben. Die Entropie in einer Gasflasche kann allerdings (konstante Temperatur vorausgesetzt) nicht kontinuierlich zunehmen. Sonst wäre sie irgendwann so groß, dass beim Öffnen des Ventils kein Gas mehr entweicht.
Naja, die Temperatur ist niemals wirklich konstant. Ich glaube an die Definition meines Profs. Schlecht Abgeschnitten habe ich in PC auch nicht 😁
Wenn die Entropie tatsächlich kontinuierlich zunähme, käme irgendwann beim Öffnen des Ventils kein Gas aus der Flasche. Kannst du diesen Widerspruch auflösen?
Du redest von einem (fast) geschlossenen System und auch hier wird irgendwann durch geringe Undichtigkeiten langsam Gas durch das Ventil oder schmale Lücken entweichen. Wenn du ein geschlossenes System hast und daran NICHTs änderst passiert auch nichts, aber wenn ich die Tür zum Beispiel zu meinem oben genannten Zimmer öffne störe ich das System.
Bedeutet dass irgendwer irgendwas reinbringt oder rausbringen wird oder er verändert etwas. Willst du das etwa bestreiten?
Ich gebe dir recht, wenn du von einem komplett abgeschlossenen (das auch ›arbeitsmäßig‹ isoliert ist) System redest, aber mein Beispiel oben beschreibt eine Störung in diesem System. Ich habe mit keinem Wort erwähnt, dass es sich um ein abgeschlossenes System handelt, das hast du hineininterpretiert.
Wie soll man "sie nimmt stets zu, insbesondere, wenn Du ein System sich selbst überlässt" anders interpretieren?
Na ja, ich bin halt viele Jahre dafür bezahlt worden, pingelig zu sein, ist nicht persönlich gemeint.
Naja dann hättest Du aber ergänzen müssen, dass Du von einem geschlossenen System ausgehst und den o.g. Bedingungen von mir :) bin auch penibel und ich habe AdM und PC mit 1,3 und 1,0 bestanden
Ich hatte geschrieben, dass die Tatsache, dass ein System nicht wieder die Ausgangssituation erreicht, für sich genommen keine Erhöhung der Entropie bedingt, da dieser Umstand auch auf die besagte Gasflasche zutrifft. Wenn in besagtem Raum ein Tisch mit einem Schachbrett steht, dessen Figuren in der Anfangsposition sind, und jemand diesen Tisch umwirft, nimmt die Entropie zu. Kommt ein Schachspieler in den Raum, stellt den Tisch wieder hin und die Figuren auf, nimmt die Entropie des Raumes ab. Es gibt wesentlich mehr Möglichkeiten, die Figuren auf dem Fußboden zu verteilen als regelkonform auf dem Schachbrett. Dass man den Anfangszustand in der Gasflasche prinzipiell gar nicht genau kennen kann, ist eine andere Frage.
Ist mir alles bekannt. Mit den Freiheitsgraden fange ich jetzt nicht an 😁
Zur Ergänzung :
Entropie ist schon die Unordnung und auch die Anzahl der Zustände.
Aber :
Reaktionen laufen nicht unbedingt deshalb ab, weil sich im System die Energie verringert oder die Entropie erhöht, sondern ausschließlich dann, wenn sich die Gesamrtentropie (System plus Umgebung) erhöht.
Wäre es nicht so, gäbe es keine endothermen Reaktionen (Auflösung vieler Salze) und keine Knallgasreaktion (Entropieabnahme, aus 3 mach 2), ebenso bei der Herstellung von Ammoniak.
Hinzu kommt, dass die Änderung der Entropie von der Temperatur abhängig ist, so dass häufig diese die Richtung der Reaktion bestimmt.
Letztlich ist auch das Prinzip von Lechatelier darauf zurück zu führen.
Unordnung ist ein Konzept, das man verwenden kann, Wahrscheinlichkeit ist wissenschaftlich genauer, weil man die mathematisch definieren kann. Stell dir eine Gasflasche vor, die du gedanklich in zwei Hälften unterteilst, A und B. Wenn die Gasflasche ein Heliumatom enthält, hält sich dieses entweder in A oder in B auf. Beide Zustände haben die gleiche Wahrscheinlichkeit. Stell dir nun die gleiche Gasflasche mit zehn Atomen vor. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich alle Atome in A oder B befinden, ist nun wesentlich geringer, ds es viel mehr Möglichkeiten gibt, die Atome zu verteilen. Dass sich alle Atome gleichzeitig in A aufhalten, ist also unwahrscheinlich, dieser Zustand hat eine niedrige Entropie. Hast du die gleiche Gasflasche mit einer Milliarde Gasatomen, wirst du nicht erwarten, jemals alle Atome in einer Hälfte der Gasflasche vorzufinden, da dieser Zustand extrem unwahrscheinlich ist und daher eine sehr niedrige Entropie hat. Eine Verteilung 1.000.000.020 zu 999.999.980 wird man dagegen sicher gelegentlich für einen kurzen Augenblick beobachten können.
Nein.