Разница между энтальпией и внутренней энергией

Энтальпия против внутренней энергии

Для целей изучения химии мы разделяем вселенную на две части как систему и окружающую среду. В любое время интересующая нас часть - это система, а остальное окружает. Энтальпия и внутренняя энергия - это две концепции, связанные с первым законом термодинамики, и они описывают реакции, происходящие в системе и окружающей среде..

Что такое энтальпия?

Когда реакция имеет место, она может поглощать или выделять тепло, и если реакция проводится при постоянном давлении, это тепло называется энтальпией реакции. Энтальпия молекул не может быть измерена. Следовательно, измеряется изменение энтальпии во время реакции. Изменение энтальпии (∆H) для реакции при данной температуре и давлении получают вычитанием энтальпии реагентов из энтальпии продуктов. Если это значение отрицательно, то реакция является экзотермической. Если значение положительное, то реакция называется эндотермической. Изменение энтальпии между любой парой реагентов и продуктов не зависит от пути между ними. Более того, изменение энтальпии зависит от фазы реагентов. Например, когда газы кислорода и водорода реагируют с образованием водяного пара, изменение энтальпии составляет -483,7 кДж. Однако когда те же самые реагенты реагируют с образованием жидкой воды, изменение энтальпии составляет -571,5 кДж.

2H₂ (г) + О₂ (г) → 2Н₂O (г); ∆H = -483,7 кДж

2H₂ (г) + О₂ (грамм) → 2H₂O (1); ∆H = -571,7 кДж

Что такое внутренняя энергия?

Тепло и работа - два способа передачи энергии. В механических процессах энергия может передаваться из одного места в другое, но общее количество энергии сохраняется. В химических превращениях применяется аналогичный принцип. Рассмотрим такую ​​реакцию, как сгорание метана.

СН₄ + 2 O₂ → Колорадо₂ + 2 ч₂О

Если реакция происходит в герметичном контейнере, все, что происходит, это то, что выделяется тепло. Мы могли бы использовать этот высвобожденный фермент для выполнения механической работы, такой как запуск турбины или парового двигателя и т. Д. Существует бесконечное количество способов, которыми энергия, полученная в результате реакции, может быть разделена между теплом и работой. Однако установлено, что сумма выделяемого тепла и выполняемой механической работы всегда постоянна. Это приводит к идее о том, что при переходе от реагентов к продуктам возникает свойство, называемое внутренней энергией (U). Изменение внутренней энергии обозначается как ΔU.

∆U = q + w; где q - тепло, а w - проделанная работа

Внутренняя энергия называется функцией состояния, поскольку ее значение зависит от состояния системы, а не от того, как система оказалась в этом состоянии. То есть изменение U при переходе из исходного состояния «i» в конечное состояние «f» зависит только от значений U в начальном и конечном состояниях..

∆U = U_е - U_я

Согласно первому закону термодинамики, внутреннее изменение энергии изолированной системы равно нулю. Вселенная является изолированной системой; следовательно, ∆U для вселенной равно нулю.