Enthalpy vs Internal Energy
Para sa mga layunin ng pag-aaral sa chemistry, hinahati natin ang uniberso sa dalawa bilang isang sistema at nakapalibot. Sa anumang oras, ang bahagi na interesado kami ay ang sistema, at ang iba ay nakapalibot. Ang enthalpy at panloob na enerhiya ay dalawang konsepto na nauugnay sa unang batas ng thermodynamics, at inilalarawan nila ang mga reaksyong nagaganap sa isang sistema at sa paligid.
Ano ang Enthalpy?
Kapag naganap ang isang reaksyon, maaari itong sumipsip o mag-evolve ng init, at kung ang reaksyon ay dinadala sa palaging presyon, ang init na ito ay tinatawag na enthalpy ng reaksyon. Ang enthalpy ng mga molekula ay hindi masusukat. Samakatuwid, ang pagbabago sa enthalpy sa panahon ng isang reaksyon ay sinusukat. Ang pagbabago ng enthalpy (∆H) para sa isang reaksyon sa isang naibigay na temperatura at presyon ay nakukuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng enthalpy ng mga reactant mula sa enthalpy ng mga produkto. Kung negatibo ang value na ito, exothermic ang reaksyon. Kung ang halaga ay positibo, kung gayon ang reaksyon ay sinasabing endothermic. Ang pagbabago sa enthalpy sa pagitan ng anumang pares ng mga reactant at produkto ay hindi nakasalalay sa landas sa pagitan nila. Bukod dito, ang pagbabago ng enthalpy ay nakasalalay sa yugto ng mga reactant. Halimbawa, kapag ang oxygen at hydrogen gas ay tumutugon upang makagawa ng singaw ng tubig, ang pagbabago ng enthalpy ay -483.7 kJ. Gayunpaman, kapag ang parehong mga reactant ay tumutugon upang makagawa ng likidong tubig, ang pagbabago ng enthalpy ay -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483.7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571.7 kJ
Ano ang Panloob na enerhiya?
Ang init at trabaho ay dalawang paraan ng paglilipat ng enerhiya. Sa mga mekanikal na proseso, ang enerhiya ay maaaring ilipat mula sa isang lugar patungo sa isa pa, ngunit ang kabuuang dami ng enerhiya ay natipid. Sa mga pagbabagong kemikal, nalalapat ang isang katulad na prinsipyo. Isaalang-alang ang isang reaksyon tulad ng pagkasunog ng methane.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H 2O
Kung ang reaksyon ay naganap sa isang selyadong lalagyan, ang mangyayari lang ay ang init ay ilalabas. Maari naming gamitin ang inilabas na enzyme na ito para gumawa ng mekanikal na gawain tulad ng pagpapatakbo ng turbine o steam engine, atbp. Mayroong walang katapusang bilang ng mga paraan na ang enerhiya na ginawa ng reaksyon ay maaaring hatiin sa pagitan ng init at trabaho. Gayunpaman, napag-alaman na ang kabuuan ng init ay nagbago at ang mekanikal na gawaing ginawa ay palaging pare-pareho. Ito ay humahantong sa ideya na sa pagpunta mula sa mga reactant patungo sa mga produkto, mayroong ilang katangian na tinatawag, ang panloob na enerhiya (U). Ang pagbabago ng panloob na enerhiya ay tinutukoy bilang ∆U.
∆U=q + w; kung saan ang q ay ang init at ang w ay ang gawaing nagawa
Ang panloob na enerhiya ay tinatawag na isang function ng estado dahil ang halaga nito ay nakasalalay sa estado ng system at hindi kung paano napunta ang system sa ganoong estado. Ibig sabihin, ang pagbabago sa U, kapag napupunta mula sa inisyal na estado na "i" patungo sa huling estado na "f", ay nakadepende lamang sa mga halaga ng U sa mga inisyal at huling estado.
∆U=Uf – Ui
Ayon sa unang batas ng thermodynamics, ang pagbabago ng panloob na enerhiya ng isang nakahiwalay na sistema ay zero. Ang Uniberso ay isang nakahiwalay na sistema; samakatuwid, ang ∆U para sa uniberso ay zero.
Ano ang pagkakaiba ng Enthalpy at Internal Energy?
• Maaaring ipakita ang enthalpy sa sumusunod na equation kung saan ang U ay ang panloob na enerhiya, ang p ay presyon, at ang V ay ang volume ng system.
H=U + pV
• Samakatuwid, ang panloob na enerhiya ay nasa loob ng termino ng enthalpy. Ang enthalpy ay ibinibigay bilang, ∆U=q + w
