Sự khác biệt giữa Enthalpy và Năng lượng bên trong

Enthalpy vs Năng lượng bên trong

Đối với mục đích nghiên cứu trong hóa học, chúng tôi chia vũ trụ thành hai như một hệ thống và xung quanh. Bất cứ lúc nào, phần chúng tôi quan tâm là hệ thống, và phần còn lại là xung quanh. Entanpi và năng lượng bên trong là hai khái niệm liên quan đến định luật nhiệt động lực học đầu tiên và chúng mô tả các phản ứng diễn ra trong một hệ thống và xung quanh.

Entanpi là gì?

Khi một phản ứng xảy ra, nó có thể hấp thụ hoặc phát triển nhiệt và nếu phản ứng được thực hiện ở áp suất không đổi, nhiệt này được gọi là entanpy của phản ứng. Entanpi của các phân tử không thể đo được. Do đó, thay đổi entanpi trong một phản ứng được đo. Sự thay đổi entanpi (H) cho một phản ứng ở nhiệt độ và áp suất nhất định thu được bằng cách trừ entanpy của chất phản ứng khỏi entanpy của sản phẩm. Nếu giá trị này là âm, thì phản ứng tỏa nhiệt. Nếu giá trị là dương, thì phản ứng được gọi là phản ứng nhiệt. Sự thay đổi entanpy giữa bất kỳ cặp chất phản ứng và sản phẩm nào không phụ thuộc vào đường đi giữa chúng. Hơn nữa, sự thay đổi entanpi phụ thuộc vào pha của các chất phản ứng. Ví dụ, khi khí oxy và khí hydro phản ứng tạo ra hơi nước, sự thay đổi entanpi là -483,7 kJ. Tuy nhiên, khi các chất phản ứng tương tự phản ứng tạo ra nước lỏng, sự thay đổi entanpi là -571,5 kJ.

2 giờ₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (g); ∆H = -483,7 kJ

2 giờ₂ (g) + O₂ (g) → 2 giờ₂O (l); ∆H = -571,7 kJ

Năng lượng bên trong là gì?

Nhiệt và công việc là hai cách truyền năng lượng. Trong các quy trình cơ học, năng lượng có thể được truyền từ nơi này sang nơi khác, nhưng tổng lượng năng lượng được bảo toàn. Trong các biến đổi hóa học, một nguyên tắc tương tự được áp dụng. Hãy xem xét một phản ứng như đốt cháy metan.

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 giờ₂Ôi

Nếu phản ứng diễn ra trong một hộp kín, tất cả những gì xảy ra là nhiệt được giải phóng. Chúng ta có thể sử dụng enzyme giải phóng này để làm các công việc cơ học như chạy tuabin hoặc động cơ hơi nước, v.v ... Có vô số cách mà năng lượng tạo ra từ phản ứng có thể được phân chia giữa nhiệt và công việc. Tuy nhiên, người ta thấy rằng tổng nhiệt phát triển và công việc cơ học được thực hiện luôn là một hằng số. Điều này dẫn đến ý tưởng rằng khi đi từ chất phản ứng đến sản phẩm, có một số tính chất được gọi là năng lượng bên trong (U). Sự thay đổi của năng lượng bên trong được ký hiệu là ∆U.

∆U = q + w; Ở đâu q là nhiệt và w là công việc được thực hiện

Năng lượng bên trong được gọi là hàm trạng thái vì giá trị của nó phụ thuộc vào trạng thái của hệ thống chứ không phải làm thế nào hệ thống trở thành trạng thái đó. Đó là, sự thay đổi trong U, khi chuyển từ trạng thái ban đầu, đó là trạng thái cuối cùng, chỉ phụ thuộc vào giá trị của U ở trạng thái ban đầu và cuối cùng.

∆U = U_f - Bạn_Tôi

Theo định luật nhiệt động lực học đầu tiên, sự thay đổi năng lượng bên trong của một hệ cô lập là bằng không. Vũ trụ là một hệ cô lập; do đó, ∆U cho vũ trụ bằng không.