Różnica między entalpią a ciepłem

The kluczowa różnica między entalpią a ciepłem entalpia to ilość ciepła przenoszona podczas reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem, podczas gdy ciepło jest formą energii.

Do celów badawczych w dziedzinie chemii dzielimy wszechświat na dwa: system i otoczenie. System jest przedmiotem naszego dochodzenia, podczas gdy reszta to otoczenie. Ciepło i entalpia to dwa pojęcia opisujące przepływ energii i właściwości systemu.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest entalpia
3. Co to jest ciepło
4. Porównanie obok siebie - entalpia vs ciepło w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest entalpia?

W termodynamice całkowita energia systemu to energia wewnętrzna. Energia wewnętrzna określa całkowitą energię kinetyczną i potencjalną molekuł w układzie. Energię wewnętrzną systemu można zmienić, wykonując prace na systemie lub ogrzewając go. Jednak zmiana energii wewnętrznej nie jest równa energii przesyłanej jako ciepło, gdy system jest w stanie zmienić swoją objętość.

Entalpia jest właściwością termodynamiczną i możemy ją oznaczyć H. Relacja matematyczna tego terminu jest następująca:

H = U + PV

Tutaj H to entalpia, a U to energia wewnętrzna, P to ciśnienie, a V to objętość układu. To równanie pokazuje, że energia dostarczana jako ciepło przy stałym ciśnieniu jest równa zmianie entalpii. Termin pV uwzględnia energię wymaganą przez system do zmiany objętości w stosunku do stałego ciśnienia. Dlatego entalpia jest zasadniczo ciepłem reakcji pod stałym ciśnieniem.

Rysunek 01: Zmiany entalpii dla zmian fazowych materii

Ponadto zmianę entalpii (∆H) dla reakcji w danej temperaturze i ciśnieniu uzyskuje się przez odjęcie entalpii reagentów od entalpii produktów. Jeśli ta wartość jest ujemna, reakcja jest egzotermiczna. Jeśli wartość jest dodatnia, mówi się, że reakcja jest endotermiczna. Zmiana entalpii między dowolną parą reagentów i produktów jest niezależna od ścieżki między nimi. Ponadto zmiana entalpii zależy od fazy reagentów. Na przykład, gdy tlen i wodór reagują, tworząc parę wodną, ​​zmiana entalpii wynosi -483,7 kJ. Ale kiedy te same reagenty reagują, tworząc ciekłą wodę, zmiana entalpii wynosi -571,5 kJ.

Co to jest ciepło?

Zdolność systemu do pracy jest energią tego systemu. Możemy wykonać pracę w systemie lub system może wykonać pracę, co prowadzi odpowiednio do zwiększenia lub zmniejszenia energii systemu. Energię systemu można zmienić nie tylko samą pracą, ale także innymi środkami. Kiedy energia układu zmienia się w wyniku różnicy temperatur między układem a jego otoczeniem, nazywamy tę energię przenoszoną jako ciepło (q); to znaczy energia została przekazana jako ciepło.

Przenoszenie ciepła odbywa się od wysokiej temperatury do niskiej temperatury, która jest zgodna z gradientem temperatury. Co więcej, proces ten trwa, dopóki temperatura między systemem a otoczeniem nie osiągnie tego samego poziomu. Istnieją dwa rodzaje procesów wymiany ciepła. Są to procesy endotermiczne i egzotermiczne. Proces endotermiczny to proces, w którym energia dociera do systemu z otoczenia jako ciepło, natomiast proces egzotermiczny to taki, w którym ciepło jest przekazywane z systemu do otoczenia jako ciepło.

Jaka jest różnica między entalpią a ciepłem?

Najczęściej używamy terminów entalpia i ciepło zamiennie, ale istnieje niewielka różnica między entuzjazmem a ciepłem. Kluczowa różnica między entalpią a ciepłem polega na tym, że entalpia opisuje ilość ciepła przenoszonego podczas reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem, podczas gdy ciepło jest formą energii. Co więcej, entalpia jest funkcją państwa, podczas gdy ciepło nie jest, ponieważ ciepło nie jest nieodłączną właściwością systemu. Ponadto nie możemy mierzyć entalpii bezpośrednio, dlatego musimy ją obliczyć za pomocą równań; możemy jednak zmierzyć ciepło bezpośrednio jako zmianę temperatury.

Podsumowanie - entalpia kontra ciepło

Często używamy terminów entalpia i ciepło zamiennie, ale istnieje niewielka różnica entalpia i ciepło polega na tym, że entalpia opisuje ilość ciepła przenoszonego podczas reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem, podczas gdy ciepło jest formą energii.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja entalpii w chemii i fizyce”. ThoughtCo, 22 sierpnia 2019, dostępny tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Zmiana fazy - en.” Autor: F l a n k e r, penubag - Praca własna (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Fire Flare-Up Heat Free Picture” (CC0) za pośrednictwem Needpix.com