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Titolo: Aumento di entropia

L'entropia rappresenta una misura del disordine o casualità di un sistema. 
Per la seconda legge della termodinamica, l'entropia aumenta in processi 
spontanei, denunciando il fatto che essi avvengano con aumento di casualità 
o disordine.
Quello che non capisco è questo:
1. perchè ad esempio,se reagiscono 2 moli di idrogeno e 1 di ossigeno per 
dare 2 moli di acqua l'entropia diminuisce (ammettendo temperatura 
costante)? Il fatto che si sia passati da tre moli di composti differenti a 
2 moli di un unico composto costituisce una specie di "riordinamento"? Vi è 
meno casualità? E da cosa si evince?
2. Se in seguito alla stessa reazione si ha sviluppo di calore, si ha un 
aumento di entropia in quanto si ha rilascio di energia sottoforma di 
calore. Posso pensare che il calore rappresenti una forma degradata di 
energia e quindi in relazione con l'entropia in tal senso. Cioò: l'energia 
disponibile si è degradata e dunque l'entropia del sistema è aumentata.
3. Se considero il calore liberato nell'ambiente penso anche alle molecole 
circostanti, le quali aumentano la loro energia cinetica, il loro moto 
proprio in virtà dell'aumento locale di temperatura. E' indice anche questo 
di aumentata entropia? E in quale maniera posso mettere, sempre 
concettualmente, in relazione il disordine o la casualità con il moto delle 
molecole?
Per sintetizzare:
Ho presentato le seguenti situazioni:
1. diminuizione del numero di composti (a temperatura costante)
2. emissione di calore a seguito di reazione
3. energia cinetica delle molecole a seguito di incremento di temperatura
Quello che chiedo è:
in quale maniera queste situazioni si relazionano con un aumentato disordine 
e/o casualità?
Sperando di non aver tediato
ciao

 1. diminuizione del numero di composti (a temperatura costante)
questo è un parametro solo qualitativo che assume rilevanza se 
paragoni uguali moli.
su tutto il resto lascio molto volentieri la parola ai chimici 
fisici (o ai fisici)
ciao
Soviet_Mario


Intanto devi definire cos'è ordine e cosa disordine... l'ordine è la
facilità con cui è descrivibile un sistema. Per descrivere una camera
ordinata basta dire dov'è l'armadio, dove la libreria, il letto, etc... per
camera mia, sistema disordinato, questo non basta, perché potresti trovare
un libro nell'armadio o nel letto, un calzino sulla scrivania e così via.
Occorrono molte più informazioni.
Poi devi anche avere una idea di quali informazioni cerchi. Solitamente si è
interessati all'energia di un sistema e delle particelle che lo compongono.
Immagina un sistema composto da una sola particella, che può assumere
diversi "stati microscopici": la sua energia può essere 1, 2, 3 etc...
Misuri l'energia del sistema macroscopico, e sai esattamente com'è
distribuita l'energia tra le particelle. Se misuri 1, sai che l'unica
particella presente ha energia 1, e così via.
Aumenta il numero di particelle a 2. Fai la tua misura macroscopica, ed
ottieni, poniamo, che l'energia totale del sistema è 0. Allora sai
precisamente che ogni particella ha energia 0. 
Ora riscaldi il sistema, in modo che abbia energia 1. Cosa sai sulle
particelle che lo compongono? Una ha energia 1 e l'altra 0, sicuramente.
Però non sai quale... hai perso una informazione! Ora conosci di meno
riguardo alla configurazione microscopica del sistema.
Ora aumenta di nuovo l'energia a 2. I modi di distribuire questa energia
sono aumentati ancora, e la tua informazione è diminuita ulteriormente!
Infatti ora l'energia può essere distribuita 0,2; 1,1; 2,0. 
E così via... quindi un modo per aumentare l'entropia di un sistema è
cedergli energia, aumentarne la temperatura e quindi l'energia cinetica -
il moto molecolare cui ti riferivi.
Torniamo al caso di 2 particelle con energia totale 1. Aggiungiamo una terza
particella, e vediamo che l'informazione è diminuita anche in questo modo:
le possibilità, che prima erano (0,1);(1,0), ora sono diventate (0,0,1)
(0,1,0);(1,0,0). Altro modo per aumentare l'entropia di un sistema è quindi
aumentarne le dimensioni...
Spannometricamente, la relazione tra "configurazioni possibili" (casino) e
dimensione e temperatura dovrebbe essere _dell'ordine_di_grandezza_di_:
C=E^N
Dove C è il numero di conf.; N è il numero di particelle; E è l'energia
media per particella. (la formuletta è solo indicativa, va più o meno bene
per descrivere "l'andamento")
Nel caso della reazione in cui il sistema si riduce, si avrebbe una
diminuzione di entropia. Tuttavia in genere se un sistema si riduce è
perché si formano nuovi legami, e ciò di solito comporta trasformazione di
energia chimica in calore: nell'esempio H2+O2 è infatti molto esotermica.
Questo calore provocherà un aumento di temperatura (energia interna) tale
da compensare la diminuzione entropica dovuta alla riduzione del numero di
moli.
Se il numero di particelle passa da N1 a N2, dovrà soddisfarsi:
C1 < C2
(E1)^N1 < (E2)^N2
E2 > (E1)^(N1/N2) 
L'idea è questa, poi le forumle sono solo abbozzate e non ti aspettare
riscontri...
magari wrote:

-- 
http://daniele.modena1.it