Kalkulator entropii — oblicz online
Ten kalkulator liczy zmianę entropii reakcji z tablicowych entropii absolutnych, a po podaniu entalpii dorzuca energię swobodną ΔG z oceną samorzutności i temperaturą graniczną. W trybie przemiany fazowej liczy ΔS = ΔH/T — dla parowania wody wychodzi 109 J/(mol·K).
🧮 Policz od razu
Co liczy kalkulator entropii?
Dwa tryby dla dwóch typowych zadań. Reakcja: wpisujesz tablicowe entropie absolutne S° produktów i substratów (oddzielone spacjami, z uwzględnieniem współczynników), a kalkulator liczy ΔS = ΣS°(produkty) − ΣS°(substraty); jeśli podasz też ΔH, wyliczy energię swobodną ΔG, oceni samorzutność i wskaże temperaturę graniczną. Przemiana fazowa: z entalpii i temperatury liczy ΔS = ΔH ÷ T.
Entropia — miara nieuporządkowania
ΔS > 0 oznacza wzrost nieuporządkowania: gaz z cieczy, więcej cząsteczek z mniejszej liczby, rozpuszczanie soli. ΔS < 0 to porządkowanie — typowo gdy z wielu cząsteczek gazu powstaje mniej. O kierunku przemian decyduje jednak nie sama entropia, lecz ΔG = ΔH − T·ΔS: walka między dążeniem do niskiej energii (entalpia) a dążeniem do chaosu (entropia), w której temperatura jest sędzią — im wyższa, tym mocniej liczy się entropia.
Przykład krok po kroku
Synteza amoniaku N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Produkty: 2 × 192,5 = 385, substraty: 191,6 + 3 × 130,7 = 583,7 → ΔS = −198,7 J/(mol·K) (z czterech cząsteczek gazu robią się dwie — porządek rośnie). Z ΔH = −92,2 kJ/mol w 25 °C: ΔG = −92,2 + 59,2 = −32,96 kJ/mol → reakcja samorzutna. Ale kalkulator pokazuje też temperaturę graniczną 464 K (191 °C) — powyżej niej ΔG zmienia znak. To sedno przemysłowego dylematu Habera: wysoka temperatura przyspiesza reakcję, ale psuje równowagę, więc rekompensuje się ją ogromnym ciśnieniem.
Przemiany fazowe i reguła Troutona
W trakcie topnienia czy parowania temperatura stoi w miejscu, a całe dostarczane ciepło idzie na zmianę uporządkowania — dlatego ΔS = ΔH ÷ T. Parowanie wody: 40 650 J/mol ÷ 373,15 K = 109 J/(mol·K). Topnienie lodu: 6010 ÷ 273,15 = 22 J/(mol·K) — pięć razy mniej, bo to rozluźnienie sieci, a nie ucieczka w przestrzeń. Ciekawostka: reguła Troutona mówi, że większość cieczy ma entropię parowania w okolicach 85–110 J/(mol·K), niezależnie od substancji. Woda leży w górnej części tego zakresu przez wiązania wodorowe.
Gdzie się to przydaje?
Zadania z termodynamiki chemicznej (ΔS i ΔG to stały punkt matury rozszerzonej), ocena samorzutności reakcji, zrozumienie równowag przemysłowych (amoniak, wapno palone), fizyka i chemia przemian fazowych, prace z tablicami chemicznymi. Bilans cieplny reakcji uzupełni kalkulator entalpii z działu fizyki, a warunki gazowe — równanie Clapeyrona obok.