焓(enthalpy)和熵(entropy)的区别

焓和熵之间的关键区别在于，焓是在恒定压力下发生的热传递，而熵给出了系统随机性的概念。

为了化学研究的目的，我们把宇宙分成两个系统和一个环境。在任何时候，我们要研究的部分是系统，其余的都是围绕着系统。焓和熵是描述系统和周围环境中发生的反应的两个术语。焓和熵都是热力学态函数。

什么是焓(enthalpy)？

当一个反应发生时，它可能吸收或放出热量，如果我们在恒压下进行反应，我们称之为反应的焓。然而，我们不能测量分子的焓。因此，我们需要测量反应过程中焓的变化。通过从产物的焓值中减去反应物的焓，我们可以得到在给定温度和压力下反应的焓变化（∆H）。如果该值为负值，则反应是放热的。如果值为正，则反应是吸热的。

图01：焓变和相变之间的关系

任何一对反应物和产物之间的焓变化与它们之间的路径无关。此外，焓的变化取决于反应物的相。例如，当氧气和氢气反应生成水蒸气时，焓变为-483.7kj。当相同反应物反应生成液态水时，焓变为-571.5kj。

2H2（g）+O2（g）→2H2O（g）；∆H=-483.7千焦

2H2（g）+O2（g）→2H2O（l）；∆H=-571.7 kJ

什么是熵(entropy)？

有些事情是自发发生的，有些则不是。例如，热会从热的物体流向较冷的物体，但我们不能观察到相反的情况，即使它不违反能量守恒定律。当发生变化时，总能量保持不变，但分配方式不同。我们可以通过能量的分布来确定变化的方向。一个变化是自发的，如果它导致更大的随机性和整个宇宙的混乱。我们可以用一个状态函数来度量混沌、随机性或能量的分散程度，我们称之为熵。

图02：熵随热传递的变化图

热力学第二定律与熵有关，它说：“宇宙的熵在自发过程中增加。”熵和产生的热量根据系统使用能量的程度相互关联。事实上，由给定热量q引起的熵变或额外无序度的大小取决于温度。如果它已经很热了，一点额外的热量不会造成更多的混乱，但是如果温度非常低，同样的热量会导致无序的急剧增加。因此，我们可以这样写：（ds在熵中变化，dq在热中变化，T是温度。

ds=dq/T