普通化学/热力学/熵

熵是衡量系统无序度的量度。

一个例子

首先，让我们考察一个非化学的例子。假设你有一张来自一副扑克牌的牌。它可以有 52 种可能的值。现在你再拿起四张牌。如果这副牌是随机洗牌的，那么你持有例如 "同花顺" 的几率是 0.00154%。持有 "高牌" 的几率是 50.12%，这基本上是 "无牌" 的牌。在同花顺的情况下，你手中的牌非常有组织。它们必须按照特定的、确切的模式排列（例如同一花色的 10 9 8 7 6）。要获得高牌，则没有两张牌的等级相同，并且这些牌不能按顺序排列。

持有同花顺的概率很低，因为你的牌处于非常有序的状态。持有 "无牌" 的概率很大，因为你的牌处于随机的、无序的状态。在我们的玩牌系统中，同花顺的熵很低，因为它们非常有序。"无牌" 手牌的熵很高，因为它们是无序的、随机的。此外，将所有牌扔到空中并使其顺序随机化只需要最少的努力。增加系统的熵是自然的。另一方面，按顺序整理牌需要时间和精力。它不会随机发生。降低系统的熵是不自然的，需要努力或能量。

在化学中

化学体系的熵是其无序度或混乱度的量度。更准确地说，它是对能量分散的量度。固体熵低（低混乱度，有序），因为分子被锁定在刚性结构中。它们的能量不能自由分散。气体熵高（高混乱度，无序），因为分子可以自由随机移动。系统的能量分散在一个大的区域，每个分子都有无限的可能位置。

绝对零度永远无法达到。

随着温度的降低，熵也会降低。理论上，在绝对零度（0 K 或 -273 °C）时，系统的熵将为零。这是因为固体将完美地结晶，因此其能量不会分散。

你很快就会学到，热力学第二定律告诉我们宇宙的熵总是增加的。想想看。如果你建了一座纸牌屋，那么系统的熵就比较低。一座纸牌屋非常有序，每张牌都有一个非常特定的位置。纸牌屋无疑会倒塌。由此形成的纸牌堆非常无序。这些牌可以处于任何位置，仍然是一堆随机的牌。熵自发地增加了。纸牌屋会自发地倒塌，但它们永远不会自发地重建。这是因为高熵是自然的，而低熵是不自然的。

熵变

在分析化学反应的熵变时，你需要具体的数字。作为一个指南，你可以根据一些基本规则来估计熵变。

• 熔化和沸腾增加熵
• 冻结和冷凝降低熵
• 溶解溶质增加熵
• 形成沉淀降低熵

如果你碰巧知道反应中物质的绝对熵（通过查阅图表获得），则可以计算熵变。熵用 $S$ 表示。熵变是 $\Delta S$。与焓相同，度数符号 ($\Delta S^{o}$) 代表 STP。熵变是产物的绝对熵减去反应物的绝对熵。

参见

• 初学者入门熵- 一本提供数学解释的维基教科书。