Starpība starp entalpiju un karstumu

galvenā atšķirība starp entalpiju un karstumu ir tas entalpija ir siltuma daudzums, ko nodod ķīmiskās reakcijas laikā pie pastāvīga spiediena, turpretī siltums ir enerģijas veids.

Ķīmijas studiju nolūkos mēs sadalām Visumu divās daļās: sistēmā un apkārtējā. Sistēma ir mūsu izmeklēšanas objekts, bet pārējā ir apkārtējā. Siltums un entalpija ir divi termini, kas apraksta enerģijas plūsmu un sistēmas īpašības.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir entalpija
3. Kas ir siltums
4. Salīdzinājums blakus - entalpija un karstums tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir entalpija?

Termodinamikā sistēmas kopējā enerģija ir iekšējā enerģija. Iekšējā enerģija norāda kopējo molekulu kinētisko un potenciālo enerģiju sistēmā. Sistēmas iekšējo enerģiju var mainīt, veicot darbu pie sistēmas vai sildot to. Tomēr iekšējās enerģijas izmaiņas nav vienādas ar enerģiju, kas pāriet kā siltums, kad sistēma spēj mainīt savu tilpumu.

Entalpija ir termodinamiska īpašība, un mēs to varam apzīmēt ar H. Šī termina matemātiskās attiecības ir šādas:

H = U + PV

Šeit H ir entalpija un U ir iekšējā enerģija, P ir spiediens un V ir sistēmas tilpums. Šis vienādojums parāda, ka enerģija, ko piegādā kā siltumu pie pastāvīga spiediena, ir vienāda ar entalpijas izmaiņām. Termins pV apzīmē enerģiju, kas nepieciešama sistēmai, lai mainītu tilpumu pret pastāvīgu spiedienu. Tāpēc entalpija pamatā ir reakcijas siltums pie pastāvīga spiediena.

01. attēls. Entalpijas izmaiņas lietas fāzēs

Turklāt reakcijas entalpijas izmaiņas (∆H) noteiktā temperatūrā un spiedienā iegūst, no produktu entalpijas atņemot reaģentu entalpiju. Ja šī vērtība ir negatīva, tad reakcija ir eksotermiska. Ja vērtība ir pozitīva, tad reakcija tiek uzskatīta par endotermisku. Entalpijas izmaiņas starp jebkuru reaģentu un produktu pāri nav atkarīgas no ceļa starp tām. Turklāt entalpijas izmaiņas ir atkarīgas no reaģentu fāzes. Piemēram, kad skābeklis un ūdeņraža gāzes reaģē, veidojot ūdens tvaikus, entalpijas izmaiņas ir -483,7 kJ. Bet, kad vieni un tie paši reaģenti reaģē, lai iegūtu šķidru ūdeni, entalpijas izmaiņas ir -571,5 kJ.

Kas ir siltums?

Sistēmas spēja veikt darbu ir šīs sistēmas enerģija. Mēs varam veikt darbu pie sistēmas, vai arī sistēma var veikt darbu, kas attiecīgi palielina vai samazina sistēmas enerģiju. Sistēmas enerģiju var mainīt ne tikai pats darbs, bet arī citi līdzekļi. Kad sistēmas enerģija mainās temperatūras starpības dēļ starp sistēmu un tās apkārtni, mēs atsaucamies uz šo enerģiju, ko pārnes kā siltumu (q); tas ir, enerģija ir nodota kā siltums.

Siltuma pārnese notiek no augstas temperatūras līdz zemai temperatūrai, kas ir saskaņā ar temperatūras gradientu. Turklāt šis process turpinās, līdz temperatūra starp sistēmu un apkārtējo sasniedz vienādu līmeni. Ir divu veidu siltuma pārneses procesi. Tie ir endotermiski procesi un eksotermiski procesi. Endotermiskais process ir process, kurā enerģija no apkārtnes nonāk sistēmā kā siltums, savukārt eksotermiskais process ir process, kurā siltums no sistēmas tiek pārnests uz apkārtni kā siltums.

Kāda ir atšķirība starp entalpiju un karstumu?

Lielākoties terminus entalpija un karstums mēs lietojam savstarpēji aizvietojami, taču starp enthpiju un karstumu ir neliela atšķirība. Galvenā atšķirība starp entalpiju un karstumu ir tāda, ka entalpija raksturo siltuma daudzumu, ko nodod ķīmiskās reakcijas laikā pie pastāvīga spiediena, turpretī siltums ir enerģijas veids. Turklāt entalpija ir valsts funkcija, turpretī siltums nav, jo siltums nav sistēmas būtisks īpašums. Turklāt mēs nevaram tieši izmērīt entalpiju, tāpēc mums tas jāaprēķina caur vienādojumiem; tomēr mēs varam izmērīt siltumu tieši kā temperatūras izmaiņas.

Kopsavilkums - entalpija vs karstums

Mēs bieži lietojam terminus entalpija un siltums savstarpēji aizvietojami, taču entalpija ir nedaudz atšķirīga, un karstums ir tāds, ka entalpija raksturo siltuma daudzumu, kas tiek nodots ķīmiskās reakcijas laikā pie pastāvīga spiediena, savukārt siltums ir enerģijas veids.

Atsauce:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Entalpijas definīcija ķīmijā un fizikā.” ThoughtCo, 2019. gada 22. augusts, pieejams šeit

Attēla pieklājība:

1. “Fāzes maiņa - lv”. Autors: F l a n k e r, penubag - Savs darbs (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Fire Flare-Up Heat Free Picture” (CC0), izmantojot Needpix.com