Entropieänderung bei Phasenübergängen
Phasenübergang eines reinen Stoffes
Phasenumwandlungen wie Schmelzen und Verdampfen sind Zustandsänderungen, die umkehrbar sind, ohne dass in der Umwelt bleibende Effekte resultieren (kein abgesenktes Gewicht!). Der bei einer Umwandlungstemperatur stattfindende Phasenübergang ist das Paradebeispiel für einen reversiblen Prozess.
Führen wir z.B. einem reinen Stoff mit der Molmasse bei der Schmelztemperatur eine kleine Wärmemenge zu, so schmilzt eine kleine Masse . Entziehen wir , so geht eine Masse wieder in die feste Phase über. Diese Reversibilität bleibt erhalten, wenn wir die gesamte Umwandlungswärme zuführen. Also gilt
Für die Entropieänderung gemäß
folgt wegen der Konstanz der Umwandlungstemperatur
Für ist die umgesetzt Wärme gleich der Phasenumwandlungsenthalpie , sodass weiter folgt
- Zusammenhang zwischen Entropie, Enthalpie und der Temperatur bei einer Phasenumwandlung