ความแตกต่างระหว่าง Enthalpy และพลังงานภายใน
Enthalpy เทียบกับพลังงานภายใน
เพื่อวัตถุประสงค์ในการศึกษาเคมีเราแบ่งจักรวาลออกเป็นสองแบบเป็นระบบและรอบ ๆ ในเวลาใดส่วนหนึ่งที่เราสนใจคือระบบและส่วนที่เหลืออยู่โดยรอบ Enthalpy และพลังงานภายในเป็นแนวคิดสองประการที่เกี่ยวข้องกับกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์และอธิบายถึงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบและบริเวณโดยรอบ
Enthalpy คืออะไร?
เมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้นอาจดูดซับหรือพัฒนาความร้อนและถ้าปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่ความดันคงตัวความร้อนนี้เรียกว่าเอนทัลปีของปฏิกิริยา Enthalpy ของโมเลกุลไม่สามารถวัดได้ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีระหว่างการเกิดปฏิกิริยาจะวัดได้ การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี (ΔH) สำหรับปฏิกิริยาในอุณหภูมิและความดันที่กำหนดได้โดยการลบเอนทาลปีของสารตั้งต้นออกจากเอนทัลปีของผลิตภัณฑ์ ถ้าค่านี้มีค่าเป็นลบปฏิกิริยานั้นจะเกิดปฏิกิริยาคายความร้อน ถ้าค่าเป็นบวกแล้วปฏิกิริยาจะบอกว่าเป็น endothermic การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีระหว่างสารตัวทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์ใด ๆ ที่เป็นอิสระจากเส้นทางระหว่างพวกเขา นอกจากนี้การเปลี่ยนเอนทัลปีขึ้นอยู่กับระยะของตัวทำปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นเมื่อก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนทำปฏิกิริยาเพื่อผลิตไอน้ำการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีคือ -483 7 กิโลจูล อย่างไรก็ตามเมื่อสารตัวทำปฏิกิริยาเดียวกันทำปฏิกิริยากับน้ำเหลวการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีคือ -571 5 กิโลจูล
2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (g); ΔH = -483 7 kJ
2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (l); ΔH = -571 7 kJ
พลังงานภายในคืออะไร?
ความร้อนและการทำงานเป็นสองวิธีในการถ่ายโอนพลังงาน ในกระบวนการทางกลพลังงานอาจถูกถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง แต่ปริมาณของพลังงานทั้งหมดจะได้รับการอนุรักษ์ไว้ ในการแปรรูปทางเคมีมีหลักการคล้าย ๆ กัน พิจารณาปฏิกิริยาเช่นการเผาไหม้มีเทน
CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O
ถ้าปฏิกิริยาเกิดขึ้นในภาชนะที่ปิดสนิทสิ่งที่เกิดขึ้นคือความร้อนจะถูกปล่อยออก เราสามารถใช้เอนไซม์ที่ปล่อยออกมานี้เพื่อทำงานทางกลเช่นใช้กังหันหรือเครื่องยนต์ไอน้ำ ฯลฯ มีหลายวิธีที่พลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาอาจถูกแบ่งระหว่างความร้อนและการทำงาน อย่างไรก็ตามพบว่าผลรวมของความร้อนที่เกิดขึ้นและการทำงานของเครื่องจักรกลทำอยู่เสมอ นี้นำไปสู่ความคิดที่ว่าไปจากสารตัวทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติเรียกว่าพลังงานภายใน (U) บางอย่าง การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในหมายถึงΔU
ΔU = q + w; ที่ q คือความร้อนและ w เป็นงานที่ทำ
พลังงานภายในเรียกว่าฟังก์ชันสถานะเนื่องจากค่าของมันขึ้นอยู่กับสถานะของระบบและไม่ว่าระบบจะอยู่ในสภาพดังกล่าวอย่างไรนั่นคือการเปลี่ยนแปลงของ U เมื่อไปจากสถานะเริ่มต้น "i" เป็นสถานะสุดท้าย "f" ขึ้นอยู่กับค่าของ U ในสถานะเริ่มแรกและขั้นสุดท้ายเท่านั้น
ΔU = U f - U i
ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบที่แยกตัวเป็นศูนย์ จักรวาลเป็นระบบแยก; เพราะฉะนั้นΔUสำหรับจักรวาลเป็นศูนย์
|
อะไรคือความแตกต่างระหว่าง Enthalpy และ Internal Energy? Enthalpy สามารถนำเสนอในสมการต่อไปนี้ที่ U เป็นพลังงานภายใน p คือความดันและ V คือปริมาตรของระบบ H = U + pV ดังนั้นพลังงานภายในอยู่ภายในระยะเอนทัลปี Enthalpy มีค่าเป็น ΔU = q + w |
