Enthalpy vs Nội năng
Với mục đích nghiên cứu hóa học, chúng tôi chia vũ trụ thành hai hệ thống và xung quanh. Tại bất kỳ thời điểm nào, phần chúng ta quan tâm là hệ thống, và phần còn lại là xung quanh. Entanpi và nội năng là hai khái niệm liên quan đến định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, và chúng mô tả các phản ứng diễn ra trong một hệ thống và xung quanh.
Enthalpy là gì?
Khi phản ứng xảy ra, nó có thể hấp thụ hoặc tỏa nhiệt, và nếu phản ứng được thực hiện ở áp suất không đổi, nhiệt này được gọi là entanpi của phản ứng. Entanpi của các phân tử không thể đo được. Do đó, đo sự thay đổi entanpi trong một phản ứng. Sự thay đổi entanpi (∆H) đối với phản ứng ở nhiệt độ và áp suất nhất định thu được bằng cách lấy entanpi của các sản phẩm trừ đi entanpi của các chất phản ứng. Nếu giá trị này là âm thì phản ứng tỏa nhiệt. Nếu giá trị là dương, thì phản ứng được cho là thu nhiệt. Sự thay đổi entanpi giữa bất kỳ cặp chất phản ứng và sản phẩm nào là độc lập với con đường giữa chúng. Hơn nữa, sự thay đổi entanpi phụ thuộc vào giai đoạn của các chất phản ứng. Ví dụ, khi các khí oxy và hydro phản ứng để tạo ra hơi nước, sự thay đổi entanpi là -483,7 kJ. Tuy nhiên, khi các chất phản ứng giống nhau phản ứng để tạo ra nước lỏng, sự thay đổi entanpi là -571,5 kJ.
2H2(g) + O2(g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2(g) + O2(g) → 2H2O (l); ∆H=-571,7 kJ
Nội năng là gì?
Nhiệt và công là hai cách truyền năng lượng. Trong các quá trình cơ học, năng lượng có thể được truyền từ nơi này sang nơi khác, nhưng tổng năng lượng được bảo toàn. Trong các phép biến đổi hóa học, một nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng. Hãy xem xét một phản ứng như đốt cháy khí metan.
CH4+ 2 O2→ CO2+ 2 H 2O
Nếu phản ứng xảy ra trong bình kín thì tất cả những gì xảy ra là nhiệt lượng tỏa ra. Chúng ta có thể sử dụng enzym được giải phóng này để thực hiện các công việc cơ học như chạy tua-bin 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. Tuy nhiên, người ta thấy rằng tổng nhiệt năng sinh ra và công cơ học 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 thuộc tính được gọi là nội năng (U). Sự thay đổi của nội năng được ký hiệu là ∆U.
∆U=q + w; trong đó q là nhiệt lượng và w là công đã hoàn thành
Nội năng được gọi là hàm trạng thái vì giá trị của nó phụ thuộc vào trạng thái của hệ thống chứ không phải cách hệ thống ở trạng thái đó. Tức là, sự thay đổi trong U, khi đi từ trạng thái ban đầu “i” sang trạng thái cuối cùng “f”, chỉ phụ thuộc vào các giá trị của U ở trạng thái đầu và trạng thái cuối.
∆U=Ưf- Ưi
Theo định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, sự thay đổi nội năng của một hệ cô lập bằng không. Vũ trụ là một hệ thống biệt lập; do đó, ∆U đối với vũ trụ bằng không.
Sự khác biệt giữa Enthalpy và Nội năng là gì?
• Entanpi có thể được trình bày trong phương trình sau đây trong đó U là nội năng, p là áp suất và V là thể tích của hệ.
H=U + pV
• Do đó, nội năng nằm trong thuật ngữ entanpi. Enthalpy được cho là, ∆U=q + w
