Enthalpy vs Tenaga Dalaman
Untuk tujuan kajian dalam kimia, kita membahagikan alam semesta menjadi dua sebagai sistem dan sekitarnya. Pada bila-bila masa, bahagian yang kita minati adalah sistem, dan selebihnya ada di sekitarnya. Enthalpy dan tenaga dalaman adalah dua konsep yang berkaitan dengan hukum termodinamika pertama, dan mereka menggambarkan reaksi yang berlaku dalam sistem dan sekitarnya.
Apa itu Enthalpy?
Apabila tindak balas berlaku, ia mungkin menyerap atau mengeluarkan panas, dan jika reaksi dilakukan pada tekanan berterusan, haba ini disebut entalpi reaksi. Enthalpy molekul tidak dapat diukur. Oleh itu, perubahan entalpi semasa tindak balas diukur. Perubahan entalpi (∆H) untuk tindak balas pada suhu dan tekanan tertentu diperoleh dengan mengurangkan entalpi reaktan dari entalpi produk. Sekiranya nilai ini negatif, maka tindak balasnya adalah eksotermik. Sekiranya nilainya positif, maka tindak balas dikatakan endotermik. Perubahan entalpi antara sepasang reaktan dan produk tidak bergantung pada jalan di antara mereka. Lebih-lebih lagi, perubahan entalpi bergantung pada fasa reaktan. Contohnya, apabila gas oksigen dan hidrogen bertindak balas untuk menghasilkan wap air, perubahan entalpi adalah -483.7 kJ. Walau bagaimanapun,apabila reaktan yang sama bertindak balas untuk menghasilkan air cair, perubahan entalpi adalah -571.5 kJ.
2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (g); ∆H = -483.7 kJ
2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (l); ∆H = -571.7 kJ
Apakah tenaga dalaman?
Haba dan kerja adalah dua cara untuk memindahkan tenaga. Dalam proses mekanikal, tenaga mungkin dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain, tetapi jumlah tenaga dijimatkan. Dalam transformasi kimia, prinsip serupa berlaku. Pertimbangkan tindak balas seperti pembakaran metana.
CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O
Sekiranya tindak balas berlaku dalam bekas tertutup, semua yang berlaku adalah haba dibebaskan. Kita boleh menggunakan enzim yang dibebaskan ini untuk melakukan kerja mekanikal seperti menjalankan turbin atau mesin wap, dan lain-lain. Terdapat sebilangan besar cara bahawa tenaga yang dihasilkan oleh tindak balas dapat dibahagikan antara haba dan kerja. Walau bagaimanapun, didapati bahawa jumlah haba berubah dan kerja mekanikal yang dilakukan selalu berterusan. Ini membawa kepada idea bahawa ketika pergi dari reaktan ke produk, terdapat beberapa sifat yang disebut, tenaga dalaman (U). Perubahan tenaga dalaman dilambangkan sebagai ΔU.
∆U = q + w; di mana q adalah haba dan w adalah kerja yang dilakukan
Tenaga dalaman disebut fungsi keadaan kerana nilainya bergantung pada keadaan sistem dan bukan bagaimana sistem itu berada dalam keadaan tersebut. Artinya, perubahan U, ketika beralih dari keadaan awal "i" ke keadaan akhir "f", hanya bergantung pada nilai-nilai U dalam keadaan awal dan akhir.
∆U = U f - U i
Menurut undang-undang termodinamik pertama, perubahan tenaga dalaman sistem terpencil adalah sifar. Alam semesta adalah sistem terpencil; oleh itu, ∆U untuk alam semesta adalah sifar.
Apakah perbezaan antara Enthalpy dan Tenaga Dalaman?
• Enthalpy dapat ditunjukkan dalam persamaan berikut di mana U adalah tenaga dalaman, p adalah tekanan, dan V adalah isipadu sistem.
H = U + pV
• Oleh itu, tenaga dalaman berada dalam jangka entalpi. Enthalpy diberikan sebagai,
∆U = q + w
