นักเรียนคิดว่า การเกิดได้เองของกระบวนการน่าจะสัมพันธ์กับเอนโทรปีอย่างไร ?

 สำหรับสารใดๆ อนุภาคในสถานะของแข็งจะเป็นระเบียบกว่าในสถานะของเหลวซึ่งเป็นระเบียบกว่าในสถานะแก๊ส ตัวอย่างเช่น

         ไอน้ำมีเอนโทรปีสูงกว่าน้ำ เพราะน้ำมีการจัดเรียงอนุภาคเป็นระเบียบกว่าไอน้ำ 1 โมลมาก

         ไอของโบรมีนมีเอนโทรปีสูงกว่าโบรมีนเหลว

             จะเห็นได้ว่ากระบวนการหลอมเหลวและการกลายเป็นไอเป็นกระบวนการที่มีเอนโทรปีเพิ่มขึ้น ดังนั้น

Ssolid   <    Sliquid   <    Sgas

 

       มาถึงขั้นนี้แล้ว นักเรียนคงจะสามารถอธิบายได้แล้วว่า ทำไมน้ำแข็งจึงสามารถหลอมเหลวเป็นน้ำได้ และทำไมน้ำจึงระเหยกลายเป็นไอน้ำได้ นั่นก็เพราะว่า การเปลี่ยนสถานะจาก  ของแข็ง ---> ของเหลว ---> แก๊ส เป็นกระบวนการที่มีค่าเอนโทรปีเพิ่มขึ้นนั่นเอง (สังเกตนะครับว่า ถึงแม้กระบวนการนี้จะมีพลังงานเพิ่มขึ้น แต่ก็เกิดขึ้นได้เองเพราะเป็นกระบวนการที่มีค่าเอนโทรปีเพิ่มขึ้น)

 นอกจากการเปลี่ยนสถานะแล้ว นักเรียนคิดว่า กระบวนการใดบ้างที่น่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มความไม่เป็นระเบียบของระบบหรือเพิ่มค่าเอนโทรปี ?

 

 สารละลายจะมีความไม่เป็นระเบียบหรือความสุ่มสูงกว่าตัวถูกละลายและตัวทำละลายบริสุทธิ์ เช่น เมื่อผลึกของเกลือแกง (NaCl) ละลายน้ำ ความเป็นระเบียบบางส่วนในโครงสร้างของผลึกเกลือแกงและในน้ำจะถูกทำลายไป เพราะในสารละลายจะมีโซเดียมไอออน (Na+) และคลอไรด์ไอออน (Cl-) ที่ถูกไฮเดรตด้วยโมเลกุลของน้ำ เคลื่อนที่แบบสุ่มอยู่ในสารละลาย ดังนั้น

Sสารละลาย     >    (Sตัวทำละลาย + Sตัวถูกละลาย)

 นอกจากนี้ การให้ความร้อนแก่ระบบช่วยให้เอนโทรปีของระบบมีค่าเพิ่มขึ้นได้อีกด้วย เพราะความร้อนจะทำให้โมเลกุลมีพลังงานสูงขึ้น และจะมีการสั่นหรือการเคลื่อนที่ได้รุนแรงมากขึ้น

     จะเห็นได้ว่า เอนโทรปีเป็นฟังก์ชันสภาวะ ซึ่งหมายความว่า การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีจะขึ้นอยู่กับสภาวะเริ่มต้นและสภาวะสุดท้ายเท่านั้น

DS = Sf + Si

DS > 0
การเปลี่ยนแปลงนั้นทำให้ความไม่เป็นระเบียบของระบบสูงขึ้น
เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เอง
DS < 0
การเปลี่ยนแปลงนั้นทำให้ความไม่เป็นระเบียบของระบบลดลง
เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองไม่ได้