Rozdiel medzi entalpiou a vnútornou energiou

Enthalpy vs Internal Energy

Na účely štúdia v chémii rozdeľujeme vesmír na dva ako systém a okolie. Kedykoľvek nás zaujíma systém a zvyšok je obklopený. Entalpia a vnútorná energia sú dva pojmy súvisiace s prvým termodynamickým zákonom a opisujú reakcie prebiehajúce v systéme a okolitom prostredí..

Čo je Enthalpy?

Ak dôjde k reakcii, môže absorbovať alebo vyvíjať teplo a ak sa reakcia uskutočňuje pri konštantnom tlaku, nazýva sa toto teplo entalpiou reakcie. Entalpiu molekúl nemožno merať. Preto sa meria zmena entalpie počas reakcie. Zmena entalpie (∆H) pre reakciu pri danej teplote a tlaku sa získa odpočítaním entalpie reaktantov od entalpie produktov. Ak je táto hodnota záporná, potom je reakcia exotermická. Ak je hodnota kladná, potom sa reakcia považuje za endotermickú. Zmena entalpie medzi ktorýmkoľvek párom reaktantov a produktov je nezávislá od cesty medzi nimi. Okrem toho zmena entalpie závisí od fázy reaktantov. Napríklad, keď plynné kyslík a vodík reagujú za vzniku vodnej pary, zmena entalpie je -483,7 kJ. Ak však rovnaké reaktanty reagujú za vzniku kvapalnej vody, zmena entalpie je -571,5 kJ.

2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (g); ∆H = -483,7 kJ

2H₂ (g) + O₂ (G) → 2H₂O (l); ∆H = -571,7 kJ

Čo je vnútorná energia?

Teplo a práca sú dva spôsoby prenosu energie. V mechanických procesoch môže byť energia prenášaná z jedného miesta na druhé, ale celkové množstvo energie je zachované. Pri chemických transformáciách platí podobný princíp. Zvážte reakciu, ako je napríklad horenie metánu.

CH₄ + 20₂ → CO₂ + 2H₂O

Ak reakcia prebieha v utesnenej nádobe, všetko, čo sa stane, je uvoľnenie tepla. Tento uvoľnený enzým by sme mohli použiť na vykonávanie mechanických prác, ako je napríklad prevádzka turbín alebo parných strojov atď. Existuje nekonečné množstvo spôsobov, ako by sa energia produkovaná reakciou mohla rozdeliť medzi teplo a prácu. Zistilo sa však, že suma uvoľneného tepla a vykonaná mechanická práca sú vždy konštantné. To vedie k myšlienke, že pri prechode z reaktantov na produkty existuje určitá vlastnosť nazývaná vnútorná energia (U). Zmena vnútornej energie sa označuje ako ∆U.

∆U = q + w; kde q je teplo a w je vykonaná práca

Vnútorná energia sa nazýva štátna funkcia, pretože jej hodnota závisí od stavu systému a nie od toho, ako sa systém dostal do tohto stavu. To znamená, že zmena U, keď prechádza z pôvodného stavu „i“ do konečného stavu „f“, závisí iba od hodnôt U v pôvodnom a konečnom stave..

∆U = U_F - U_ja

Podľa prvého termodynamického zákona je vnútorná zmena energie izolovaného systému nula. Vesmír je izolovaný systém; preto ∆U pre vesmír je nula.