एन्ट्रॉपी परिवर्तन क्या है?
एन्ट्रॉपी (S) किसी ऊष्मागतिकी निकाय में अव्यवस्था यानी संभावित सूक्ष्म व्यवस्थाओं की संख्या का माप है। एन्ट्रॉपी परिवर्तन (ΔS) यह बताता है कि किसी प्रक्रिया के दौरान यह अव्यवस्था कितनी बदलती है। स्थिर तापमान पर ऊष्मा के उत्क्रमणीय (reversible) स्थानांतरण की स्थिति में एन्ट्रॉपी परिवर्तन बस दी गई ऊष्मा को परम तापमान से भाग देने पर मिल जाता है। यह कैलकुलेटर मूलभूत संबंध \(\Delta S = q_{rev} / T\) का उपयोग करके \(\Delta S\) को जूल प्रति केल्विन (J/K) में देता है।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
उत्क्रमणीय रूप से स्थानांतरित ऊष्मा q को जूल (J) में दर्ज करें। जब ऊष्मा निकाय में प्रवेश करे तो धनात्मक मान और जब ऊष्मा निकाय से बाहर जाए तो ऋणात्मक मान का प्रयोग करें। इसके बाद परम तापमान T को केल्विन (K) में डालें — ध्यान रहे कि सेल्सियस से रूपांतरण के लिए उसमें 273.15 जोड़ना होता है। कैलकुलेटर q को T से भाग देकर एन्ट्रॉपी परिवर्तन \(\Delta S\) को J/K में लौटा देता है।
सूत्र की व्याख्या
परिभाषित समीकरण है:
$$\Delta S = \frac{q_{rev}}{T}$$यहाँ qrev किसी उत्क्रमणीय पथ पर आदान-प्रदान की गई ऊष्मा है और T केल्विन में स्थिर परम तापमान है। चूँकि तापमान हर (denominator) में होता है, इसलिए उतनी ही ऊष्मा कम तापमान पर अधिक एन्ट्रॉपी परिवर्तन उत्पन्न करती है। रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए एक वैकल्पिक रूप \(\Delta S = \sum S_{\text{उत्पाद}} - \sum S_{\text{अभिकारक}}\) है, जिसमें मानक मोलर एन्ट्रॉपी का योग लिया जाता है।
हल किया गया उदाहरण
मान लीजिए 300 K पर रखे किसी निकाय द्वारा 1000 J ऊष्मा उत्क्रमणीय रूप से अवशोषित की जाती है। तब:
$$\Delta S = 1000\ \text{J} \div 300\ \text{K} = 3.3333\ \text{J/K}$$धनात्मक चिह्न इस बात की पुष्टि करता है कि ऊष्मा अवशोषित करने पर निकाय की एन्ट्रॉपी बढ़ी।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
तापमान केल्विन में ही क्यों होना चाहिए? एन्ट्रॉपी को परम (ऊष्मागतिकीय) तापमान के आधार पर परिभाषित किया जाता है। सेल्सियस का उपयोग करने पर गलत, यहाँ तक कि 0 °C के आसपास अपरिभाषित परिणाम मिलेंगे।
क्या \(\Delta S\) ऋणात्मक हो सकता है? हाँ। यदि ऊष्मा निकाय से बाहर जाती है (ऋणात्मक q), तो \(\Delta S\) ऋणात्मक होगा, जिसका अर्थ है कि निकाय अधिक व्यवस्थित हो गया है।
\(\Delta S\) का मात्रक क्या है? जूल प्रति केल्विन (J/K)। मोलर एन्ट्रॉपी के लिए इसे मोलों की संख्या से भाग देकर \(\text{J/(mol}\cdot\text{K)}\) प्राप्त करें।
