Как используется энтропия в практических расчётах и её роль в термодинамике можно увидеть на примере ранее объявленной реакции
\[ H_2 + 0.5~O_2 = H_2O. \]
Водород можно не только сжигать при высокой температуре, но использовать в гальваническом элементе при нормальных условиях (топливный элемент).
Работу гальванического элемента можно записать так
\[ A = n \cdot E \cdot F,~ где~ n - количество~ электронов~ принимающих~ участие~ в~ процессе~ создания~ тока~ из~ расчёта~ на~ г.экв;~ E - э.д.с.;~ F = 96491.4 \frac {кл} {г.экв} - число~ Фарадея. \]
Максимальная возможная полезная работа в процессе записывается через потенциал Гиббса. Есть много причин, по которым на опыте не удаётся совершить эту работу на все 100%, но это уже другая тема.
\[ \Delta G = \Delta H - T \cdot \Delta S; \]
\[ A = - \Delta G. \]
Вычислим максимальную э.д.с.
\[ E_{max} = - \frac {\Delta G} {n \cdot F}. \]
Так как энтропия функция процесса (полный дифференциал), то её изменение не зависит от способа перехода между состояниями. Это и позволяет использовать табличные значения при 298°, если надо с поправкой по температуре
\[ \Delta S = \int\limits_{298^0}^{T} \frac{\Delta C_p}{T}d~T. \]
И поправка по энтальпии
\[ \Delta H = \int\limits_{298^0}^{T} \Delta C_p~ d~T. \]
В Mathcad это будет выглядеть так
На этом примере видно, что в нормальных условиях уменьшение энтропии, препятствует использованию возможностей по энтальпии, так как ход уменьшения энтропии не реализуется самопроизвольно, он требует затраты энергии в обратимом процессе.
В обратимых процессах энтропия, умноженная на температуру, есть мера энергии, которая выделяется или расходуется при изменении структуры вещества.
Переход газа в жидкую воду требует увеличение порядка в системе практически до кристаллического состояния, что невозможно без затрат энергии.
