Entalpi lwn Tenaga Dalam
Untuk tujuan kajian dalam kimia, kita membahagikan alam semesta kepada dua sebagai sistem dan sekeliling. Pada bila-bila masa, bahagian yang kami minati ialah sistem, dan selebihnya adalah di sekeliling. Entalpi dan tenaga dalaman ialah dua konsep yang berkaitan dengan undang-undang pertama termodinamik, dan ia menerangkan tindak balas yang berlaku dalam sistem dan persekitaran.
Apakah itu Entalpi?
Apabila tindak balas berlaku, ia mungkin menyerap atau mengembangkan haba, dan jika tindak balas dibawa pada tekanan malar, haba ini dipanggil entalpi tindak balas. Entalpi molekul tidak boleh diukur. Oleh itu, perubahan dalam entalpi semasa tindak balas diukur. Perubahan entalpi (∆H) untuk tindak balas dalam suhu dan tekanan tertentu diperolehi dengan menolak entalpi bahan tindak balas daripada entalpi produk. Jika nilai ini negatif, maka tindak balas adalah eksotermik. Jika nilainya positif, maka tindak balas itu dikatakan endotermik. Perubahan dalam entalpi antara mana-mana pasangan bahan tindak balas dan produk adalah bebas daripada laluan di antara mereka. Selain itu, perubahan entalpi bergantung kepada fasa bahan tindak balas. Sebagai contoh, apabila gas oksigen dan hidrogen bertindak balas untuk menghasilkan wap air, perubahan entalpi ialah -483.7 kJ. Walau bagaimanapun, apabila bahan tindak balas yang sama bertindak balas untuk menghasilkan air cecair, perubahan entalpi ialah -571.5 kJ.
2J2 (g) +O2 (g) → 2J2O (g); ∆H=-483.7 kJ
2J2 (g) +O2 (g) → 2J2O (l); ∆H=-571.7 kJ
Apakah itu tenaga Dalaman?
Haba dan kerja ialah dua cara untuk memindahkan tenaga. Dalam proses mekanikal, tenaga boleh dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain, tetapi jumlah kuantiti tenaga terpelihara. Dalam transformasi kimia, prinsip yang sama digunakan. Pertimbangkan tindak balas seperti pembakaran metana.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H 2O
Jika tindak balas berlaku dalam bekas tertutup, semua yang berlaku ialah haba dibebaskan. Kita boleh menggunakan enzim yang dibebaskan ini untuk melakukan kerja mekanikal seperti menjalankan turbin atau enjin wap, dsb. Terdapat bilangan cara yang tidak terhingga untuk tenaga yang dihasilkan oleh tindak balas boleh dibahagikan antara haba dan kerja. Walau bagaimanapun, didapati bahawa jumlah haba yang berkembang dan kerja mekanikal yang dilakukan adalah sentiasa malar. Ini membawa kepada idea bahawa dalam beralih daripada bahan tindak balas kepada produk, terdapat beberapa sifat yang dipanggil, tenaga dalaman (U). Perubahan tenaga dalaman dilambangkan sebagai ∆U.
∆U=q + w; di mana q ialah haba dan w ialah kerja yang dilakukan
Tenaga dalaman dipanggil fungsi keadaan kerana nilainya bergantung pada keadaan sistem dan bukannya bagaimana sistem itu berada dalam keadaan itu. Iaitu, perubahan dalam U, apabila beralih daripada keadaan awal “i” kepada keadaan akhir “f”, bergantung hanya pada nilai U dalam keadaan awal dan akhir.
∆U=Uf – Ui
Menurut undang-undang pertama termodinamik, perubahan tenaga dalaman bagi sistem terpencil ialah sifar. Alam semesta adalah sistem terpencil; oleh itu, ∆U untuk alam semesta adalah sifar.
Apakah perbezaan antara Entalpi dan Tenaga Dalaman?
• Entalpi boleh dibentangkan dalam persamaan berikut di mana U ialah tenaga dalaman, p ialah tekanan dan V ialah isipadu sistem.
H=U + pV
• Oleh itu, tenaga dalaman berada dalam istilah entalpi. Entalpi diberikan sebagai, ∆U=q + w
