Entalpia ja kuumuse erinevus

võtme erinevus entalpia ja kuumuse vahel on see entalpia on konstantsel rõhul keemilise reaktsiooni käigus üle kantud soojushulk, samas kui soojus on energia vorm.

Keemia õppimiseks jaotame universumi kaheks: süsteemiks ja ümbritsevaks. Süsteem on meie uurimise objekt, ülejäänud aga ümbritsev. Kuumus ja entalpia on kaks mõistet, mis kirjeldavad süsteemi energiavoogu ja omadusi.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on entalpia
3. Mis on kuumus
4. Kõrvuti võrdlus - Entalpia vs kuumus tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on entalpia?

Termodünaamikas on süsteemi koguenergia sisemine energia. Siseenergia täpsustab molekulide kogu kineetilist ja potentsiaalset energiat süsteemis. Süsteemi sisemist energiat saab muuta süsteemi tööd tehes või seda soojendades. Siseenergia muutus ei ole aga võrdne energiaga, mis kandub edasi soojusena, kui süsteem on võimeline oma mahtu muutma.

Entalpia on termodünaamiline omadus ja seda võime tähistada H. -ga. Selle termini matemaatiline seos on järgmine:

H = U + PV

Siin on H entalpia ja U on sisemine energia, P on rõhk ja V on süsteemi maht. See võrrand näitab, et püsiva rõhu all soojusena edastatav energia on võrdne entalpia muutusega. Mõiste pV tähistab energiat, mida süsteem vajab mahu muutmiseks püsirõhu suhtes. Seetõttu on entalpia põhimõtteliselt reaktsiooni kuumus konstantsel rõhul.

Joonis 01: Entalpia muutused materjali faasimuutustes

Pealegi saadakse reaktsiooni entalpia muutus (∆H) antud temperatuuril ja rõhul, lahutades reagentide entalpia toodete entalpiast. Kui see väärtus on negatiivne, on reaktsioon eksotermiline. Kui väärtus on positiivne, siis öeldakse, et reaktsioon on endotermiline. Entalpia muutus reaktiivide ja toodete paari vahel ei sõltu nendevahelisest teest. Lisaks sõltub entalpia muutus reagentide faasist. Näiteks kui hapnik ja vesinikgaasid reageerivad veeauru tekitamiseks, on entalpia muutus -483,7 kJ. Kuid kui samad reagendid reageerivad vedela vee tootmiseks, on entalpia muutus -571,5 kJ.

Mis on kuumus?

Süsteemi töövõime on selle süsteemi energia. Saame süsteemiga tööd teha või süsteem võib tööd teha, mis vastavalt suurendab või vähendab süsteemi energiat. Süsteemi energiat saab muuta mitte ainult töö ise, vaid ka muude vahenditega. Kui süsteemi energia muutub süsteemi ja selle ümbruse temperatuuri erinevuse tagajärjel, siis viidame sellele soojusena ülekantud energiale (q); see tähendab, et energia on üle kantud soojusena.

Soojusülekanne toimub kõrgelt temperatuurilt madalale temperatuurile, mis vastab temperatuurigradiendile. Pealegi jätkub see protsess seni, kuni temperatuur süsteemi ja ümbritseva vahel jõuab samale tasemele. Soojust edastavaid protsesse on kahte tüüpi. Need on endotermilised protsessid ja eksotermilised protsessid. Endotermiline protsess on protsess, mille käigus energia siseneb soojusena süsteemi keskkonnast, samas kui eksotermiline protsess on protsess, kus soojus kandub soojusena süsteemist keskkonda.

Mis vahe on entalpia ja kuumuse vahel??

Enamasti kasutame termineid entalpia ja kuumus vaheldumisi, kuid kaasahaaramise ja kuumuse vahel on väike erinevus. Entalpia ja kuumuse peamine erinevus seisneb selles, et entalpia kirjeldab keemilise reaktsiooni käigus konstantsel rõhul kantud soojuse kogust, samas kui soojus on energia vorm. Lisaks on entalpia riigi funktsioon, samas kui soojus pole, kuna kuumus ei ole süsteemi olemuslik omadus. Lisaks ei saa me entalpiat otseselt mõõta, seega peame selle arvutama võrrandite kaudu; soojust saame aga mõõta otse temperatuurimuutusena.

Kokkuvõte - entalpia vs kuumus

Me kasutame termineid entalpia ja kuumus sageli vaheldumisi, ent entalpia on siiski pisut erinev ja kuumus seisneb selles, et entalpia kirjeldab keemilise reaktsiooni käigus konstantsel rõhul kantud soojuse hulka, samas kui soojus on energia vorm.

Viide:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Entalpia määratlus keemias ja füüsikas.” ThoughtCo, 22. august 2019, saadaval siit

Pilt viisakalt:

1. “Faasimuutus - en.” Autor F l a n k e r, penubag - Omad tööd (Public Domain) Commonsi Wikimedia kaudu
2. “Fire Fire-Up Heat Free Pilt” (CC0) Needpix.com-i kaudu