Diferența dintre entalpie și căldură

Entalpia vs căldură

Pentru scopurile studiului în chimie, împărțim universul în două; ca sistem și înconjurător. În orice moment, partea care ne interesează este sistemul, iar restul înconjoară. Căldura și entalpia sunt doi termeni care descriu fluxul energetic și proprietățile unui sistem.

Căldură

Capacitatea unui sistem de a lucra este energia acelui sistem. Lucrul se poate face pe sistem sau munca poate fi făcută de sistem. Apoi, energia sistemului este crescută sau scăzută în consecință. Energia unui sistem poate fi schimbată, nu numai prin munca în sine, ci și prin alte mijloace. Când energia unui sistem se schimbă ca rezultat al diferenței de temperatură dintre sistem și împrejurimile sale, ne referim la acea energie transferată sub formă de căldură (q); adică energia a fost transferată sub formă de căldură. Transferul de căldură are loc de la temperaturi înalte la temperaturi scăzute, care este în funcție de un gradient de temperatură. Acest proces continuă până când temperatura dintre sistem și cea din jur ajunge la același nivel. Procesele de transfer termic pot fi de două tipuri. Acestea sunt procese endoterme și procese exoterme. Procesul endotermic este un proces în care energia intră în sistem din mediul înconjurător sub formă de căldură. Într-un proces exotermic, căldura este transferată din sistem în mediul înconjurător sub formă de căldură.

entalpia

În termodinamică, energia totală a unui sistem este numită energie internă. Energia internă specifică energia cinetică și potențială totală a moleculelor din sistem. Energia internă a unui sistem poate fi schimbată fie prin lucrul la sistem, fie prin încălzirea acestuia. Schimbarea energiei interne nu este egală cu energia transferată ca căldură, atunci când sistemul este capabil să-și schimbe volumul.

Entalpia, care este notată ca H, este o proprietate termodinamică a unui sistem. Acesta este definit ca,

H = U + pV

Unde U este energia internă, p este presiunea sistemului și v este volumul lui.

Această ecuație arată că energia furnizată sub formă de căldură la o presiune constantă este egală cu schimbarea entalpiei. Termenul pV reprezintă energia necesară sistemului pentru a schimba volumul față de presiunea constantă. Atât de simplu, entalpia este căldura unei reacții la presiune constantă.

Modificarea entalpiei (ΔH) pentru o reacție la o anumită temperatură și presiune este obținută prin scăderea entalpiei reactanților din entalpia produselor. Dacă această valoare este negativă, atunci reacția este exotermă. Dacă valoarea este pozitivă, atunci se consideră că reacția este endotermă. Schimbarea entalpiei între orice pereche de reactanți și produse este independentă de calea dintre ele. Mai mult, schimbarea entalpiei depinde de faza reactanților. De exemplu, când gazele de oxigen și hidrogen reacționează pentru a produce vapori de apă, schimbarea de entalpie este de -483,7 kJ. Dar, atunci când aceiași reactanți reacționează pentru a produce apă lichidă, schimbarea entalpiei este de -571,5 kJ.

2H₂ (g) + O₂ (g) 2H₂O (g); ΔH = -483,7 kJ

2H₂ (g) + O₂ (g) 2H2O (1); ΔH = -571,7 kJ