ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอนทาลปีและความร้อนคือเอนทาลปีคือปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ความดันคงที่ ในขณะที่ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง
เพื่อการศึกษาทางเคมี เราแบ่งจักรวาลออกเป็นสองส่วน: ระบบและสภาพแวดล้อม ระบบเป็นเรื่องของการตรวจสอบของเรา ในขณะที่ส่วนที่เหลือเป็นเรื่องของสิ่งรอบข้าง ความร้อนและเอนทัลปีเป็นคำสองคำที่อธิบายการไหลของพลังงานและคุณสมบัติของระบบ
เอนทาลปีคืออะไร
ในอุณหพลศาสตร์ พลังงานทั้งหมดของระบบคือพลังงานภายใน พลังงานภายในระบุพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ทั้งหมดของโมเลกุลในระบบพลังงานภายในของระบบสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการทำงานกับระบบหรือให้ความร้อนแก่ระบบ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในไม่เท่ากับพลังงานที่ถ่ายเทความร้อนเมื่อระบบสามารถเปลี่ยนปริมาตรได้
Enthalpy เป็นคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ และเราสามารถแสดงมันด้วย H ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์สำหรับเทอมนี้มีดังต่อไปนี้:
H=U + PV
ที่นี่ H คือเอนทาลปี และ U คือพลังงานภายใน P คือความดัน และ V คือปริมาตรของระบบ สมการนี้แสดงว่าพลังงานที่จ่ายเป็นความร้อนที่ความดันคงที่เท่ากับการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี คำว่า pV หมายถึงพลังงานที่ระบบต้องการเพื่อเปลี่ยนปริมาตรเทียบกับความดันคงที่ ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วเอนทัลปีคือความร้อนของปฏิกิริยาที่ความดันคงที่
รูปที่ 01: การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีสำหรับการเปลี่ยนแปลงเฟสของสสาร
ยิ่งไปกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี (∆H) สำหรับปฏิกิริยาในอุณหภูมิและความดันที่กำหนด ได้มาจากการลบเอนทาลปีของสารตั้งต้นออกจากเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์ หากค่านี้เป็นค่าลบ แสดงว่าปฏิกิริยานั้นเป็นแบบคายความร้อน ถ้าค่าเป็นบวก แสดงว่าปฏิกิริยาดูดความร้อน การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีระหว่างคู่ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ใดๆ เป็นอิสระจากเส้นทางระหว่างพวกมัน นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปียังขึ้นอยู่กับเฟสของสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น เมื่อออกซิเจนและก๊าซไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับไอน้ำ การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีคือ -483.7 kJ แต่เมื่อสารตั้งต้นเดียวกันทำปฏิกิริยากับน้ำของเหลว การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีคือ -571.5 kJ
ความร้อนคืออะไร
ความสามารถของระบบในการทำงานคือพลังงานของระบบนั้น เราสามารถทำงานบนระบบหรือระบบสามารถทำงานได้ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มหรือลดพลังงานของระบบตามลำดับพลังงานของระบบสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ไม่ใช่แค่โดยตัวงานเอง หรือด้วยวิธีอื่นด้วย เมื่อพลังงานของระบบเปลี่ยนแปลงอันเป็นผลจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างระบบกับสภาพแวดล้อม เราหมายถึงพลังงานที่ถ่ายเทเป็นความร้อน (q) นั่นคือพลังงานถูกถ่ายโอนเป็นความร้อน
การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นจากอุณหภูมิสูงถึงอุณหภูมิต่ำ ซึ่งเป็นไปตามการไล่ระดับอุณหภูมิ นอกจากนี้ กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าอุณหภูมิระหว่างระบบกับสภาพแวดล้อมจะถึงระดับเดียวกัน กระบวนการถ่ายเทความร้อนมีสองประเภท เป็นกระบวนการดูดความร้อนและกระบวนการคายความร้อน กระบวนการดูดความร้อนเป็นกระบวนการที่พลังงานเข้าสู่ระบบจากสิ่งแวดล้อมเป็นความร้อนในขณะที่กระบวนการคายความร้อนเป็นกระบวนการที่ความร้อนถูกถ่ายเทจากระบบไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบเป็นความร้อน
เอนทัลปีกับความร้อนต่างกันอย่างไร
โดยส่วนใหญ่ เราใช้คำว่า enthalpy และ heat แทนกันได้ แต่มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่าง enthplay และ heat ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอนทาลปีและความร้อนคือ เอนทาลปีอธิบายปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ความดันคงที่ ในขณะที่ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง นอกจากนี้ เอนทาลปียังเป็นหน้าที่ของรัฐ ในขณะที่ความร้อนไม่ใช่เพราะความร้อนไม่ใช่คุณสมบัติที่แท้จริงของระบบ นอกจากนี้ เราไม่สามารถวัดเอนทาลปีได้โดยตรง ดังนั้นเราต้องคำนวณมันด้วยสมการ อย่างไรก็ตาม เราสามารถวัดความร้อนโดยตรงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
สรุป – เอนทัลปี vs ความร้อน
เรามักใช้คำว่า enthalpy และ heat แทนกันได้ แต่มีความแตกต่างกันเล็กน้อย enthalpy และ heat คือ enthalpy อธิบายปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ความดันคงที่ ในขณะที่ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง