Enthalpy vs Internal Energy
በኬሚስትሪ ለጥናት ዓላማ ዩኒቨርስን እንደ ሲስተም እና አከባቢ ለሁለት እንከፍላለን። በማንኛውም ጊዜ, እኛ የምንፈልገው ክፍል ስርዓቱ ነው, እና የተቀረው በዙሪያው ነው. ኤንታልፒ እና ውስጣዊ ሃይል ከመጀመሪያው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ ጋር የሚዛመዱ ሁለት ጽንሰ-ሀሳቦች ናቸው፣ እና እነሱ በስርአት እና በዙሪያው ያሉትን ምላሾች ይገልፃሉ።
Enthalpy ምንድነው?
ምላሽ ሲከሰት ሙቀትን ሊስብ ወይም ሊለወጥ ይችላል፣እናም ምላሹ በቋሚ ግፊት የሚካሄድ ከሆነ ይህ ሙቀት የምላሹ enthalpy ይባላል። ሞለኪውሎች enthalpy ሊለካ አይችልም.ስለዚህ, በምላሽ ጊዜ የ enthalpy ለውጥ ይለካል. በተሰጠው የሙቀት መጠን እና ግፊት ውስጥ ለሚፈጠረው ምላሽ የ enthalpy ለውጥ (∆H) የሚገኘው ከምርቶቹ ውስጠ-ህዋሳት ውስጥ የሬክታተሮችን ስሜታዊነት በመቀነስ ነው። ይህ ዋጋ አሉታዊ ከሆነ, ምላሹ exothermic ነው. እሴቱ አዎንታዊ ከሆነ, ምላሹ endothermic ነው ይባላል. በማናቸውም ጥንድ ምላሽ ሰጪዎች እና ምርቶች መካከል ያለው የ enthalpy ለውጥ በመካከላቸው ካለው መንገድ ነፃ ነው። ከዚህም በላይ, enthalpy ለውጥ reactants ያለውን ደረጃ ላይ ይወሰናል. ለምሳሌ, የኦክስጂን እና የሃይድሮጂን ጋዞች የውሃ ትነት ለማምረት ምላሽ ሲሰጡ, የአዕምሮ ለውጥ -483.7 ኪ. ነገር ግን፣ ተመሳሳይ ምላሽ ሰጪዎች ፈሳሽ ውሃ ለማምረት ምላሽ በሚሰጡበት ጊዜ፣ የሚያስደስት ለውጥ -571.5 ኪጁ።
2H2 (ግ) +O2 (g) → 2H2O (ሰ); ∆H=-483.7 ኪጄ
2H2 (ግ) +O2 (g) → 2H2O (ል); ∆H=-571.7 ኪጁ
የውስጥ ሃይል ምንድነው?
ሙቀት እና ስራ ሃይል የማስተላለፍያ መንገዶች ናቸው።በሜካኒካል ሂደቶች ውስጥ ኃይል ከአንድ ቦታ ወደ ሌላ ቦታ ሊተላለፍ ይችላል, ነገር ግን አጠቃላይ የኃይል መጠን ይጠበቃል. በኬሚካላዊ ለውጦች, ተመሳሳይ መርህ ይሠራል. እንደ ሚቴን ማቃጠል ያለ ምላሽን አስቡበት።
CH4 + 2 ኦ2 → CO2 + 2 H 2O
ምላሹ በታሸገ ኮንቴይነር ውስጥ የሚከሰት ከሆነ የሚፈጠረው ሙቀት መለቀቁ ብቻ ነው። ይህን የተለቀቀውን ኢንዛይም እንደ ተርባይን ወይም የእንፋሎት ሞተር ወዘተ የመሳሰሉ ሜካኒካል ስራዎችን ለመስራት ልንጠቀምበት እንችላለን። ሆኖም ግን, የሙቀቱ ድምር ተሻሽሎ እና የተከናወነው የሜካኒካል ስራ ሁልጊዜ ቋሚ ነው. ይህ ከሪአክተሮች ወደ ምርቶች በሚሄዱበት ጊዜ ውስጣዊ ኢነርጂ (U) የሚባል ንብረት አለ ወደሚለው ሀሳብ ይመራል። የውስጣዊ ሃይል ለውጥ እንደ ∆U. ተጠቁሟል።
∆U=q + w; q ሙቀቱ የት ነው እና w የተከናወነው ስራ
የውስጥ ኢነርጂ የስቴት ተግባር ተብሎ የሚጠራው ዋጋው በስርአቱ ሁኔታ ላይ እንጂ ስርዓቱ እንዴት በዚያ ሁኔታ ላይ እንደመጣ ስላልሆነ ነው። ማለትም፣ በ U ውስጥ ያለው ለውጥ፣ ከመጀመሪያው ሁኔታ "i" ወደ መጨረሻው ሁኔታ "f" ሲሄድ፣ በመጀመርያ እና በመጨረሻ ግዛቶች ውስጥ ባሉ የ U እሴቶች ላይ ብቻ ይወሰናል።
∆U=Uf - Ui
በመጀመሪያው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ መሰረት የአንድ ገለልተኛ ስርዓት የውስጥ ሃይል ለውጥ ዜሮ ነው። አጽናፈ ሰማይ አንድ ገለልተኛ ሥርዓት ነው; ስለዚህ፣ ∆ዩ ለአጽናፈ ሰማይ ዜሮ ነው።
በEnthalpy እና Internal Energy መካከል ያለው ልዩነት ምንድነው?
• Enthalpy በሚከተለው ቀመር ሊቀርብ ይችላል ዩ የውስጥ ሃይል፣ ፒ ግፊት እና ቪ የስርአቱ መጠን ነው።
H=U + pV
• ስለዚህ፣ የውስጥ ሃይል በአስደናቂው ጊዜ ውስጥ ነው። Enthalpy የሚሰጠው እንደነው
∆U=q + w
