Back to Thermosynchronic views on :

Entropy + the drive to spontaneous reactions.

Het Thermodynamische begrip Entropie (S) beschrijft een warmte huishouding, welke bij het optreden van een chemische of natuurkundige reactie of fase verandering sprongsgewijs kan veranderen.
In formule vorm wordt deze beschreven als S=ΔH/T.

Als voorbeeld binnen dit kader zal ik de Entropie verandering tonen bij de toestandswijziging van water naar stoom bij één atmosfeer.
Bij de kooktemperatuur hier van 373 K (100 oC) , is de verdampingswarmte (ΔH) 2257 kJ/kg ; de Entropie verandering ΔS is hier dus 2257 / 373 = + 6,05 kJ/kg.K

De voornoemde sprongsgewijze warmte- inhoudstoename wordt in deze formule gedeeld door de temperatuur in Kelvin; men maakt hiervan als het ware een gemiddelde specifieke warmtetoename van, zonder dat deze tot een temperatuursverhoging hoeft te leiden.

Het begrip Entropie is dan ook ontwikkeld in relatie tot de wamte effecten (ΔH), die ontstaan of benodigd zijn bij chemische of natuurkundige reacties en te voorspellen of deze eventuëel 'spontaan' kunnen verlopen.

Het voornoemde voorbeeld van een entropiesprong bij verdamping, toont een gelijkwaardigheid -of verwaarloosbaar verschil- van toegevoerde warmte aan t.o.v. de entropieverhoging x T; de systeemverandering naar gas is hier in evenwicht met het water en (thermisch) omkeerbaar.

Bij veel chemische processen ontbreekt deze gelijkwaardigheid van ΔH aan ΔS.T en kunnen hiervanuit diverse conclusies getrokken worden, waarbij de T.S. visie op het (wiskundige) begrip Entropie afwijkt van de thermokinetische, namelijk:
Vanuit het gegeven dat de entropie toeneemt bij temperatuursverhoging wordt de entropische energietoename toegeschreven aan de toename van moleculaire beweging en hier omschreven als de mate van wanorde waarin het systeem zich bevindt.
Het verloop van spontane chemische en/ of natuurkundige processen zou hierbij bestuurd worden door een natuurlijke drang naar wanorde- toename.

De T.S. beschouwt de aan temperatuur gerelateerde warmte echter als één van de vele separate energievormen en in principe onafhankelijk van de aan (moleculaire) massa te koppelen kinetische energie.

De T.S. zou het (thermodynamische) basis- begrip Entropie daarom liever beschrijven als een fase in de warmtehuishouding ten gevolge van variaties in thermosferische verschijningsvormen naar -bij een compleet molecuul- een uiteindelijke enkelvoudige, circelvormige en afgevlakte sfeerbaan, zoals deze geschetst is bij de (ideale) gasmoleculaire structuur.

Dat er bij temperatuursverhoging eveneens een deel van de Entropietoename aangewend of omgezet kan worden naar kinetische energie, werd in ...views on Browns movements reeds omschreven.

De oorzaak van de natuurlijke 'drive' tot spontane reakties is volgens de T.S. een fundementele drang naar een homogene massa- en/of energieverdeling(!), waarbij de diverse vormen van energie echter wèl hun geëigende specifieke energie- dragers hebben; de omstandigheden zullen daarbij bepalend zijn of, hoe, en met behulp van welke energievorm(en) verspreiding tot stand kan komen.

Het kringproces van *Carnot (1796- 1832) bijvoorbeeld, beschrijft vanuit de drang tot warmteënergie- spreiding de 'exploitatie' hiervan in een warmtemachine.

De energie- verspreidings'drive' tot de eerder beschreven lucht- en zoutgasvorming (vanuit vloeistof = gecomprimeerd gas) bij de tot standkoming van osmotische druk bijvoorbeeld, wordt veroorzaakt door de veranderende moleculaire energiehuishouding bij gasvorming.
Door de 'verschraling' van de omschermende thermosfeer bij verdamping ontsluit zich een deel van de inwendige stralingsenergie (zie ..views on radiation heat) en zal er hierbij dus een verhoogde mogelijkheid tot energieverspreiding vrijkomen.
-Water is hierbij dan de katalysator, waarbij opgeloste lucht- en zoutmoleculen elkaar interactief vergassen; wellicht dat hierbij alleen vrije gecomprimeerde luchtmoleculen door de membraanporiën worden binnengetrokken.-

Bij het ontstaan van een gas- of colloidaal mengsel zal de min of meer vrij uitwisselbare stralingsenergie primair tot temperuursverschillen leiden waarna -eventueel tijdelijk- kinetische energie (Brownse beweging) aangewend wordt totdat afhankelijk van de omstandigheden -bijvoorbeeld zwaartekracht- een min of meer stabiel energie- hèrverdelings evenwicht zal ontstaan.

De klassieke 'vanzelfsprekendheid' van de opwaartste kracht door *Archimedes en de 'lift' of draagkracht van een vliegtuigvleugel* kunnen vervolgens eveneens toegeschreven worden aan de 'drive' van een -min of meer gebonden- energieoverschot naar een gunstigere positie waar deze homogener aansluit op een hoger energieniveau.

*Hoewel de draagkracht van een vleugel traditioneel toegeschreven wordt aan een asymmetrisch profiel met een bolle bovenkant, worden min of meer symmetrische vleugelprofielen echter toegepast bij zg. 'stunt' vliegtuigen; hierbij behouden de vleugels eveneens hun 'lift' bij het 'op zijn kop' vliegen.

Back to Thermosynchronic views on :