A legfontosabb különbség az entalpia és a hő között az, hogy az entalpia a kémiai reakció során állandó nyomáson átvitt hőmennyiség, míg a hő az energia egyik formája.
A kémia tanulmányozása céljából az univerzumot két részre osztjuk: rendszerre és környezetre. A rendszer a vizsgálatunk tárgya, a többi pedig a környezet. A hő és az entalpia két kifejezés, amelyek leírják a rendszer energiaáramlását és tulajdonságait.
Mi az entalpia?
A termodinamikában egy rendszer összenergiája a belső energia. A belső energia határozza meg a rendszerben lévő molekulák teljes kinetikai és potenciális energiáját. A rendszer belső energiája megváltoztatható a rendszeren végzett munkával vagy fűtéssel. A belső energia változása azonban nem egyenlő azzal az energiával, amely hőként ad át, amikor a rendszer képes a térfogatát változtatni.
Az entalpia termodinamikai tulajdonság, és H-val jelölhetjük. Ennek a kifejezésnek a matematikai kapcsolata a következő:
H=U + PV
Itt H az entalpia és U a belső energia, P a nyomás és V a rendszer térfogata. Ez az egyenlet azt mutatja, hogy az állandó nyomáson hőként szolgáltatott energia egyenlő az entalpia változásával. A pV kifejezés azt az energiát adja meg, amelyre a rendszernek szüksége van a térfogat változásához az állandó nyomással szemben. Ezért az entalpia alapvetően a reakció hője állandó nyomáson.
01. ábra: Entalpiaváltozások az anyag fázisváltozásaihoz
Sőt, adott hőmérsékleten és nyomáson egy reakció entalpiaváltozását (∆H) úgy kapjuk meg, hogy kivonjuk a reaktánsok entalpiáját a termékek entalpiájából. Ha ez az érték negatív, akkor a reakció exoterm. Ha az érték pozitív, akkor a reakciót endotermnek mondjuk. Az entalpia változása bármely pár reaktáns és termék között független a köztük lévő úttól. Ezenkívül az entalpia változása a reaktánsok fázisától függ. Például amikor oxigén és hidrogén gázok reakcióba lépve vízgőz keletkezik, az entalpiaváltozás -483,7 kJ. De ha ugyanazok a reagensek reagálnak folyékony víz előállítására, az entalpiaváltozás -571,5 kJ.
Mi az a hő?
Egy rendszer munkavégző képessége a rendszer energiája. Elvégezhetünk munkát a rendszeren, vagy a rendszer végezhet munkát, ami a rendszer energiáját ennek megfelelően növeli vagy csökkenti. Egy rendszer energiája nem csak magával a munkával, hanem más eszközökkel is megváltoztatható. Amikor egy rendszer energiája megváltozik a rendszer és környezete közötti hőmérsékletkülönbség következtében, akkor az átadott energiát hőnek nevezzük (q); vagyis az energia hőként került átadásra.
A hőátadás magas hőmérsékletről alacsony hőmérsékletre megy végbe, ami hőmérséklet-gradiens szerint történik. Sőt, ez a folyamat addig folytatódik, amíg a hőmérséklet a rendszer és a környezet között el nem éri ugyanazt a szintet. Kétféle hőátadási folyamat létezik. Ezek endoterm és exoterm folyamatok. Az endoterm folyamat olyan folyamat, amelyben az energia a környezetből hőként jut be a rendszerbe, míg az exoterm folyamat az, ahol a hő hőként kerül át a rendszerből a környezetbe.
Mi a különbség az entalpia és a hő között?
A legtöbbször felváltva használjuk az entalpia és a hő kifejezéseket, de van egy kis különbség az entalpia és a hő között. A legfontosabb különbség az entalpia és a hő között az, hogy az entalpia leírja a kémiai reakció során állandó nyomáson átadott hőmennyiséget, míg a hő az energia egy formája. Ezenkívül az entalpia az állapot függvénye, míg a hő nem, mivel a hő nem a rendszer belső tulajdonsága. Ráadásul az entalpiát nem tudjuk közvetlenül mérni, ezért egyenleteken keresztül kell kiszámítanunk; a hőt azonban közvetlenül mérhetjük hőmérsékletváltozásként.
Összefoglaló – Entalpia vs hőség
Gyakran használjuk az entalpia és a hő kifejezéseket felcserélhetően, de van egy kis különbség az entalpia és a hő az, hogy az entalpia a kémiai reakció során állandó nyomáson átvitt hőmennyiséget írja le, míg a hő az energia egyik formája.
