החוק השני של תרמודינמיקה

בכל תהליך ספונטני האנטרופיה של היקום גדלה

אנטרופיה (מסומנת ב-S) היא מדד למספר המצבים במיקרוסקופים האפשריים במערכת מוגדרת

גורמים המשפיעים על אנטרופיה


טמפרטורה
ככל שהטמפרטורה עולה האנטרופיה עולה (בא לידי ביטוי באופי התנועה של החומר, תנודה, סיבוב, מעתק)


לחץ

ככל שהלחץ עולה האנטרופיה יורדת

כמות חומר

ככל שיש יותר חומר האנטרופיה עולה

תהליך ההתכה של מים

כיצד נקבע למי אנטרופיה גבוהה יותר - למים מוצקים או למים נוזלים?

נבחן את המבנה המיקרוסקופי של כל אחד ממצבי הצבירה.


המבנה המיקרוסקופי של מים במצב צבירה מוצק


חלקיקים - מולקולות תלת אטומיות של מים

קשרים - קשר קוולנטי בין כל אטום מימן לאטום חמצן בתוך המולקולה ; אינטראקציות ואן דר ואלס וקשרי מימן בין מולקולות המים.

סידור במרחב - המולקולות קרובות זו לזו ומסודרות.

אופני תנועה - תנודה.


המבנה המיקרוסקופי של מים במצב צבירה נוזל

חלקיקים - מולקולות תלת אטומיות של מים

קשרים - קשר קוולנטי בין כל אטום מימן לאטום חמצן בתוך המולקולה ; אינטראקציות ואן דר ואלס חלשים וקשרי מימן חלשים בין מולקולות המים.

סידור במרחב - המולקולות קרובות זו לזו ולא מסודרות.

אופני תנועה - תנודה וסיבוב.


למי אנטרופיה גדולה יותר - למים מוצקים או למים נוזלים?

על סמך המבנה המיקרוסקופי נוכחנו כי מולקולות המים במצב נוזל הן בעלות מספר גדול יותר של אופני תנועה בהשוואה למולקולות המוצק. אי לכך גדל מספר אפשרויות הפיזור שלהן במרחב. מכאן נוכל לקבוע כי מספר המצבים המיקרוסקופיים בהם ניתן לתאר ברום במצב נוזל גדול הרבה יותר ממספר המצבים המיקרוסקופיים המתארים ברום מוצק, היינו, האנטרופיה של ברום במצב נוזלי גדולה מן האנטרופיה של ברום במצב מוצק.

Ice Melting Time Lapse