Kľúčový rozdiel medzi entalpiou a teplom je v tom, že entalpia je množstvo tepla preneseného počas chemickej reakcie pri konštantnom tlaku, zatiaľ čo teplo je forma energie.
Pre študijné účely v chémii rozdeľujeme vesmír na dva: systém a okolie. Systém je predmetom nášho skúmania, zvyšok je okolie. Teplo a entalpia sú dva pojmy popisujúce tok energie a vlastnosti systému.
Čo je entalpia?
V termodynamike je celková energia systému vnútorná energia. Vnútorná energia udáva celkovú kinetickú a potenciálnu energiu molekúl v systéme. Vnútornú energiu systému je možné meniť buď vykonaním práce na systéme, alebo jeho ohrevom. Zmena vnútornej energie sa však nerovná energii, ktorá sa prenáša ako teplo, keď je systém schopný zmeniť svoj objem.
Entalpia je termodynamická vlastnosť a môžeme ju označiť H. Matematický vzťah pre tento výraz je nasledovný:
H=U + PV
H je entalpia a U je vnútorná energia, P je tlak a V je objem systému. Táto rovnica ukazuje, že energia dodaná ako teplo pri konštantnom tlaku sa rovná zmene entalpie. Termín pV predstavuje energiu, ktorú systém potrebuje na zmenu objemu oproti konštantnému tlaku. Preto je entalpia v podstate reakčné teplo pri konštantnom tlaku.
Obrázok 01: Zmeny entalpie pre fázové zmeny hmoty
Navyše, zmena entalpie (∆H) pre reakciu pri danej teplote a tlaku sa získa odpočítaním entalpie reaktantov od entalpie produktov. Ak je táto hodnota záporná, potom je reakcia exotermická. Ak je hodnota kladná, potom sa reakcia považuje za endotermickú. Zmena entalpie medzi akýmkoľvek párom reaktantov a produktov je nezávislá od dráhy medzi nimi. Okrem toho zmena entalpie závisí od fázy reaktantov. Napríklad, keď kyslík a vodík reagujú za vzniku vodnej pary, zmena entalpie je -483,7 kJ. Ale keď tie isté reaktanty reagujú za vzniku kvapalnej vody, zmena entalpie je -571,5 kJ.
Čo je teplo?
Schopnosť systému vykonávať prácu je energia tohto systému. Môžeme vykonávať prácu na systéme alebo systém môže vykonávať prácu, čo vedie k zodpovedajúcemu zvýšeniu alebo zníženiu energie systému. Energiu systému je možné meniť nielen samotnou prácou, ale aj inými prostriedkami. Keď sa energia systému mení v dôsledku teplotného rozdielu medzi systémom a jeho okolím, označujeme túto odovzdanú energiu ako teplo (q); to znamená, že energia bola odovzdaná ako teplo.
Prenos tepla prebieha z vysokej teploty na nízku teplotu, čo je podľa teplotného gradientu. Okrem toho tento proces pokračuje, kým teplota medzi systémom a okolím nedosiahne rovnakú úroveň. Existujú dva typy procesov prenosu tepla. Sú to endotermické procesy a exotermické procesy. Endotermický proces je proces, pri ktorom energia vstupuje do systému z okolia ako teplo, zatiaľ čo exotermický proces je proces, pri ktorom sa teplo prenáša zo systému do okolia ako teplo.
Aký je rozdiel medzi entalpiou a teplom?
Väčšinou používame pojmy entalpia a teplo zameniteľné, ale medzi enthalpiou a teplom je malý rozdiel. Kľúčový rozdiel medzi entalpiou a teplom je v tom, že entalpia opisuje množstvo tepla preneseného počas chemickej reakcie pri konštantnom tlaku, zatiaľ čo teplo je forma energie. Okrem toho je entalpia funkciou stavu, zatiaľ čo teplo nie je, pretože teplo nie je vnútornou vlastnosťou systému. Okrem toho nemôžeme merať entalpiu priamo, takže ju musíme vypočítať pomocou rovníc; teplo však môžeme merať priamo ako zmenu teploty.
Zhrnutie – Entalpia vs teplo
Pojmy entalpia a teplo často používame zameniteľne, ale je tu malý rozdiel medzi entalpiou a teplom je, že entalpia popisuje množstvo tepla preneseného počas chemickej reakcie pri konštantnom tlaku, zatiaľ čo teplo je forma energie.
