Unterschied zwischen Enthalpie und interner Energie

Enthalpie gegen interne Energie

Für die Studienzwecke in der Chemie teilen wir das Universum als System und Umgebung in zwei. Der Teil, den wir interessiert sind, ist das System jederzeit und der Rest ist umgeben. Enthalpie und interne Energie sind zwei Konzepte im Zusammenhang mit dem ersten Gesetz der Thermodynamik und beschreiben die Reaktionen, die in einem System und der Umgebung stattfinden.

Was ist Enthalpie?

Wenn eine Reaktion stattfindet, kann sie Wärme absorbieren oder sich weiterentwickeln, und wenn die Reaktion bei konstantem Druck getragen wird, wird diese Wärme als Enthalpie der Reaktion bezeichnet. Die Enthalpie von Molekülen kann nicht gemessen werden. Daher wird eine Änderung der Enthalpie während einer Reaktion gemessen. Die Enthalpieänderung (∆H) für eine Reaktion in einer gegebenen Temperatur und Druck wird erhalten, indem die Enthalpie von Reaktanten von der Enthalpie von Produkten subtrahiert. Wenn dieser Wert negativ ist, ist die Reaktion exotherm. Wenn der Wert positiv ist, wird die Reaktion als endotherm bezeichnet. Die Änderung der Enthalpie zwischen jedem Paar von Reaktanten und Produkten ist unabhängig vom Weg zwischen ihnen. Darüber hinaus hängt die Enthalpieänderung von der Phase der Reaktanten ab. Wenn beispielsweise die Sauerstoff- und Wasserstoffgase zur Herstellung von Wasserdampf reagieren, beträgt die Enthalpieänderung -483 -483.7 kj. Wenn dieselben Reaktanten jedoch auf Flüssigkeitswasser reagieren, beträgt die Enthalpieänderung -571.5 kj.

2H₂ (g) +o₂ (g) → 2H₂O (g); ∆H = -483.7 kj

2H₂ (g) +o₂ (G) → 2H₂O (l); ∆H = -571.7 kj

Was ist interne Energie?

Wärme und Arbeit sind zwei Möglichkeiten, Energie zu übertragen. In mechanischen Prozessen kann Energie von einem Ort zum anderen übertragen werden, aber die Gesamtmenge an Energie bleibt erhalten. In chemischen Transformationen gilt ein ähnliches Prinzip. Betrachten Sie eine Reaktion wie die Verbrennung von Methan.

CH₄ + 2 o₂ → CO₂ + 2 h₂Ö

Wenn die Reaktion in einem versiegelten Behälter stattfindet, wird nur die Wärme freigesetzt. Wir könnten dieses freigegebene Enzym verwenden, um mechanische Arbeiten wie eine Turbine oder eine Dampfmaschine usw. auszuführen, usw. Es gibt eine unendliche Anzahl von Möglichkeiten, wie die durch die Reaktion erzeugte Energie zwischen Wärme und Arbeit aufgeteilt werden kann. Es wird jedoch festgestellt, dass sich die Summe der Wärme entwickelt hat und die mechanische Arbeit immer konstant ist. Dies führt zu der Idee, dass es eine Immobilie genannt wird, die interne Energie (u), wenn man von Reaktanten zu Produkten wechselt, gibt es eine Immobilie, die als interne Energie (u) übergeht. Die Veränderung der internen Energie wird als ∆U bezeichnet.

∆u = q + w; Wo q ist die Hitze und W ist die Arbeit geleistet

Die interne Energie wird als Zustandsfunktion bezeichnet, da ihr Wert vom Status des Systems und nicht davon abhängt, wie das System in diesem Zustand entstanden ist. Das heißt, die Änderung in U hängt, wenn sie vom Ausgangszustand "I" zum endgültigen Zustand "F" übergehen.

∆u = u_F - U_ich

Nach dem ersten Thermodynamik -Gesetz ist die interne Energieänderung eines isolierten Systems Null. Universum ist ein isoliertes System; Daher ist ∆U für das Universum Null.