Ich habe in letzter Zeit versucht mir den Begriff der Entropie vertrauter zu machen. Ich verstehe auch grundsätzlich warum die Entropie steigt und wie man diese anwendet.
Was ich jedoch nicht verstehe ist, warum diese Zunahme/Abnahme der "Unordnung" die Einheit Joule/Kelvin (Energie/Temperatur) besitzt.
Ich hatte auch versucht zu verstehen, ob es etwas mit der Wärmekapazität zu tun hat und kam auf folgendes Ergebnis:
Wenn man nicht den ganzen Lösungsweg lesen will, kann man diesen auch erstmal überspringen, da es sehr viel Text ist.
gegeben:
Wasser Wasserstoff Sauerstoff
c: 4,2 kJ/(K*Kg) 14,304 kJ(Kg*K) 0,920 kJ(Kg*K)
M: 18,02 g/mol 1,008 g/mol 15,999 g/mol
2 H2 + 1 O2 -> 2 H2O
ΔT = 10°C
E = c * m * ΔT
m = M*n
-> E = c * M * n * ΔT
E (H2O) = 4,2 kJ/(K*Kg) * 18,02 g/mol * 2 mol * 10K
E (H2O) = 1513,7 J
E (H2) = 14,304 kJ(Kg*K) * (2*1,008 g/mol) * 2 mol * 10K
E (H2) = 576,8 J
E (O2) = 4,2 kJ/(K*Kg) * (2*15,999 g/mol) * 1 mol * 10K
E (O2) = 1343,9 J
-> Es werden 1513,7 J für das Erwärmen von 2 mol Wasser um 10K benötigt.
(20°C->30°C)
Es werden 1920,7 J für das Erwärmen von 2 mol Wasserstoff und 1 mol Sauerstoff um 10K benötigt.
(20°C->30°C)
-----------Reaktionsenthalpie-----------
2 H2 + 1 O2 -> 2 H2O
ΔfHm 2* 0 + 1* 0 -> 2*(-285) [in kJ/mol]
ΔrHm = ∑(ΔfHm Produkte) - ∑(ΔfHm Edukte)
ΔrHm = (2*(-285))-(2*0 + 1*0)
ΔrHm = -570 kJ/mol
-----------Reaktionsentropie------------
2 H2 + 1 O2 -> 2 H2O
ΔfSm 2*131 + 1*205 -> 2* 70 [in J/(mol*K)]
ΔrSm = ∑(ΔfSm Produkte) - ∑(ΔfSm Edukte)
ΔrSm = (2*70)-(2*131 + 1*205)
ΔrSm = -327 J/(mol*K)
--------Freie Reaktionsenthalpie--------(25°C)
T = 298.15K
ΔrGm = ΔrHm -T*ΔrSm
ΔrGm = -570*10^3 J/mol - 298.15K * (-327) J/(mol*K)
ΔrGm = -472.5 kJ/mol
--------Freie Reaktionsenthalpie--------(35°C)
T = 308.15K
ΔrGm = ΔrHm -T*ΔrSm
ΔrGm = -570*10^3 J/mol - 308.15K * (-327) J/(mol*K)
ΔrGm = -469.23 kJ/mol
(Lösungsweg Ende)
Es werden 3,270 kJ bei einer Temperaturänderung von 10°C bei der Reaktion weniger frei.
Das Erhitzen von Wasser um 10°C benötigt jedoch nur 0,407 kJ weniger Energie.
-> Erst erwärmen und dann umwandeln
-> 1,9207 kJ + -469.23 kJ = -467,31 kJ
-> Erst umwandeln und dann erwärmen
-> -472.5 kJ + 1,5137 kJ = -471 kJ
Ich wollte nun wissen, warum ich unterschiedlich viel Energie benötige, je nach dem in welcher Reihenfolge diese "Prozesse" stattfinden. Da Energie nicht vernichtet werden kann. Habe ich mich verrechnet, etwas übersehen oder wohin geht die Energie? Oder stellt Entropie mit der Einheit etwas ganz anderes dar?
Ich bedanke mich jetzt schonmal dafür, dass ihr euch für mich die Zeit nehmt und velen Dank für Antworten.
