熵變計算器

熵是熱力學狀態函數，用來描述能量如何分散於系統可及的微觀排列之中。在絕對溫度恆定的可逆傳熱過程中，熵變等於可逆熱量除以溫度。本計算器直接套用此關係：接受以千焦耳表示的熱量，換算為焦耳後，再除以克耳文溫度，得到以焦耳每克耳文表示的結果。 熱量的正負號很重要。系統以可逆方式吸收的熱量為正，會產生正熵變；系統釋放的熱量為負，會產生負熵變。熵變為正本身無法證明過程是自發的，因為自發性取決於系統與環境的總熵變。另一種方式是在恆溫恆壓下使用吉布斯自由能，將焓與熵結合成常用的自發性判準。 熱力學公式的分母必須使用絕對溫度。攝氏溫度不能直接代入，因為零攝氏度並不代表熱能為零。將攝氏溫度加上 273.15 即可換算為克耳文。相同的傳熱量在較低溫度下會造成較大的熵變，因為相對於系統原有的熱能，這些能量所帶來的重新分布更為顯著。 簡單的熱量除以溫度公式嚴格適用於可逆等溫路徑。不過熵是狀態函數，因此真實的不可逆變化，往往能藉由設想一條連接相同初態與終態的方便可逆路徑來計算。溫度改變的過程需要積分，通常會用到熱容量，以及終溫與初溫比值的對數。平衡溫度下的相變是常見的直接應用：將莫耳熔化焓或莫耳汽化焓除以相變溫度。 本工具可用於相變估算、與熱庫之間的可逆傳熱、課堂練習及熱力學單位核對。請確認熱量與熵對應相同的物質量，例如一莫耳或整個樣品。較複雜的反應可能需要標準莫耳熵表、熱容量修正、混合項，或分別計算系統與環境，才能得出完整結論。