Forskellen mellem entalpy og intern energi

Enthalpy vs intern energi

Til undersøgelsesformål i kemi deler vi universet i to som et system og omgivende. Når som helst er den del, vi er interesseret, systemet, og resten er omgivende. Enthalpy og intern energi er to begreber relateret til den første lov om termodynamik, og de beskriver reaktionerne, der finder sted i et system og det omkringliggende.

Hvad er Enthalpy?

Når en reaktion finder sted, kan den absorbere eller udvikle varme, og hvis reaktionen udføres ved konstant tryk, kaldes denne varme reaktionens entalpi. Enthalpy af molekyler kan ikke måles. Derfor måles ændring i enthalpi under en reaktion. Entalpiændring (∆H) for en reaktion i en given temperatur og tryk opnås ved at subtrahere entalpien af ​​reaktanter fra entalpien af ​​produkter. Hvis denne værdi er negativ, er reaktionen eksoterm. Hvis værdien er positiv, siges reaktionen at være endotermisk. Ændringen i entalpi mellem ethvert par reaktanter og produkter er uafhængig af vejen mellem dem. Desuden afhænger entalpiændring af reaktantens fase. For eksempel, når ilt- og brintgasserne reagerer for at producere vanddamp, er entalpiændringen -483,7 kJ. Når de samme reaktanter imidlertid reagerer på at producere flydende vand, er entalpiændringen -571,5 kJ.

2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (g); 1H = -483,7 kJ

2H₂ (g) + O₂ (G) → 2H₂O (l); ∆H = -571,7 kJ

Hvad er intern energi?

Varme og arbejde er to måder at overføre energi på. I mekaniske processer kan energi overføres fra et sted til et andet, men den samlede energimængde bevares. I kemiske transformationer gælder et lignende princip. Overvej en reaktion som forbrænding af methan.

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Hvis reaktionen finder sted i en forseglet beholder, er alt, hvad der sker, at varme frigives. Vi kunne bruge dette frigjorte enzym til at udføre mekanisk arbejde som f.eks. At køre en turbin eller en dampmotor osv. Der er et uendeligt antal måder, hvorpå energien, der produceres ved reaktionen, kan opdeles mellem varme og arbejde. Det konstateres imidlertid, at summen af ​​den varme, der er udviklet, og det mekaniske arbejde, der altid er udført, altid er en konstant. Dette fører til ideen om, at der ved at gå fra reaktanter til produkter, er der en række egenskaber, der kaldes den interne energi (U). Ændringen af ​​intern energi betegnes ∆U.

∆U = q + w; hvor q er varmen og w er det udførte arbejde

Den interne energi kaldes en tilstandsfunktion, da dens værdi afhænger af systemets tilstand og ikke, hvordan systemet kom til at være i denne tilstand. Det vil sige, ændringen i U, når man går fra den oprindelige tilstand “i” til den endelige tilstand “f”, afhænger kun af værdierne af U i de oprindelige og sidste tilstande.

∆U = U_f - U_jeg

I henhold til den første lov om termodynamik er det indre energiforandring i et isoleret system nul. Universet er et isoleret system; derfor er ∆U for universet nul.