Entropie. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Entropie

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Formelzeichen: S, Einheit: J / K (veraltet: Clausius).

Thermodynamische Zustandsgröße, die Energie und Ordnungszustand im 2. Hauptsatz der Thermodynamik mathematisch verknüpft.

Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung bzw. die Zufälligkeit / Wahrscheinlichkeit eines geschlossenen Systems. Kristalline Ordnungen weisen eine deutlich geringere Entropie auf als weniger streng geordnete (amorphe) Systeme.

Am Beispiel von austenitischen Edelstahllegierungen ist im Hinblick auf die unterschiedlichen Oberflächenkonfigurationen — energie- und entropiearme, kristalline Strukturen bei elektrochemisch polierten Oberflächen und amorphe, ungeordnete, entropie- und energiereichere Strukturen bei mechanisch geschliffenen Oberflächen — aus den thermodynamischen Zusammenhängen zu erkennen, dass Anlagerungsprozesse an mechanisch polierten Oberflächen viel leichter bzw. bevorzugt erfolgen im Vergleich zu elektropolierten Oberflächen.

Bei Zufuhr von Wärmeenergie dQ beim mechanischen Schleifprozess (Reibwärme) und der Entwicklung der Beilby-Schicht ergibt sich eine Entropieänderung von ds = dQ / T bzw. ds = (dU + pdV) / T, mit dU als innerer Energie und pdV als äußerer Arbeit. Daraus lässt sich auch ableiten, dass dU = Tds – pdV bzw. pdV = Tds – dU. Ein Teil der eingebrachten Energie wird also zur Entropieerhöhung (Unordnung in amorpher Beilby-Schicht) und ein anderer Teil zur Energieniveauerhöhung (Gitterverspannung in dünner Oberflächenschicht) verwendet. Sowohl die erhöhte Unordnung wie auch das erhöhte Energieniveau fördern die Anlagerung von Fremdstoffen an die Oberfläche.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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