Különbség az entalpia és a belső energia között

Entalpia vs belső energia

A kémia tanulmányozása céljából az univerzumot két részre osztjuk, mint rendszer és környezetet. Bármikor, mi érdekli a rendszert, a többi pedig körülveszi. Az entalpia és a belső energia két fogalom kapcsolódik a termodinamika első törvényéhez, és leírják a rendszerben és a környező környezetben zajló reakciókat.

Mi az Entalpia??

Amikor a reakció megtörténik, akkor abszorbeálhat vagy fejleszthet hőt, és ha a reakció állandó nyomáson megy végbe, ezt a hőt a reakció entalpiájának nevezzük. A molekulák entalpiája nem mérhető. Ezért megmérjük az entalpia változását a reakció során. A reakció entalpiaváltozását (∆H) egy adott hőmérsékleten és nyomáson úgy kapjuk, hogy a reagensek entalpiáját kivonjuk a termékek entalpiájából. Ha ez az érték negatív, akkor a reakció exoterm. Ha az érték pozitív, akkor azt mondják, hogy a reakció endoterm. Bármely reagens és termékpár közötti entalpia változása független a közöttük lévő úttól. Ezenkívül az entalpia változása a reagensek fázisától függ. Például, ha az oxigén és a hidrogén gázok reagálnak vízgőz előállítására, az entalpia változása -483,7 kJ. Amikor azonban ugyanazok a reagensek folyékony vizet képeznek, az entalpia változása -571,5 kJ.

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

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

Mi a belső energia??

A hő és a munka az energiaátadás két módja. A mechanikus folyamatok során az energia átvihető egyik helyről a másikra, de a teljes energiamennyiség megmarad. A kémiai átalakulásokban hasonló elv érvényes. Fontolja meg a reakciót, például a metán égését.

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2H₂O

Ha a reakció lezárt tartályban zajlik, akkor csak az történik, ha a hő felszabadul. Ezt a felszabadult enzimet felhasználhatjuk mechanikai munkákhoz, például turbina vagy gőzgép működtetéséhez stb. Megállapítottuk azonban, hogy a hőtermelés és az elvégzett mechanikai munka összege mindig állandó. Ez ahhoz az elképzeléshez vezet, hogy amikor a reagensektől a termékekig megy, van valamilyen tulajdonság, az úgynevezett belső energia (U). A belső energia változását ∆U jelölik.

∆U = q + w; hol q a hő és w az elvégzett munka

A belső energiát állapotfunkciónak nevezzük, mivel annak értéke a rendszer állapotától függ, nem pedig attól, hogy a rendszer miként lépett ebben az állapotban. Vagyis az U változása, amikor az „i” kezdeti állapotból az „f” állapotba kerül, csak az U értékétől függ a kiindulási és a végállapotban.

∆U = U_f - U_én

A termodinamikai első törvény szerint az izolált rendszer belső energiaváltozása nulla. Az univerzum egy izolált rendszer; ezért az univerzum ∆U nulla.