Was ist Entropie?

Kaum ein physikalischer Ausdruck ist so oft missverstanden worden wie die Entropie. Ursprünglich kommt sie aus der Thermodynamik (der Wärmelehre), sie wird aber auch in anderen Wissenschaften z.B. den Geisteswissenschaft genutzt. 

 
Die Entropie "S" ist ein statistisches Mass für alle willkürlichen oder unwillkürlichen Zustandsveränderung. Der wesentliche Nutzen besteht darin, die Richtung eines betrachteten Reaktionsverlaufes beschreiben zu können. Ist ein Prozess möglich, oder ist er unmöglich? Nimmt die Entropie des Gesamtsystems tatsächlich zu?

"Die Entropie des Universums strebt einem Maximum entgegen."

Populärwissenschaftlich hat sich daraus die Idee des Zeitpfeils entwickelt. Zeit, die nur in eine Richtung ablaufen darf? Prozess-/ Zeitumkehr die plötzlich doch möglich sein soll?

Ein wichtiger thermodynamischer Hauptsatz besagt, dass Zusandsveränderungen im (unbelebten) Gesamtsystem nie zu einer Abnahme der Entropie führen dürfen. Das bedeutet jedoch nicht, dass Entropie nicht auch mal in Einzelsystemen abnehmen darf. 

 

dS = dS1 + dS2  > 0        1 = Ausgangszustand    2 = Endzustand

SQ(T) = Q(reversibel)/ T    [Kilojoule/ Kelvin]

 

Neben thermischen Zustandsveränderungen werden auch chemische Reaktionen/ Zusandsänderungen mittels Entropiebetrachtungen analysiert.
molStichwort "Reaktionskinetik" abhängig von der Temperatur T und der Stoffmenge mol.  

 

Schlussfolgerungen

  • Wärme fliesst nie von selbst vom kalten zum warmen Körper, sondern immer umgekehrt. Oder: Gesetz vom kleinsten Zwang: Thermodynamische Systeme weichen dem Zwang (einer T, p - Erhöhung) aus.
  • Spontane Mischung ist möglich, spontane Entmischung ist unmöglich.
  • Die Entropie nimmt bei spontanen (natürlichen) Prozessen zu.