Ključna razlika između entalpije i toplote je u tome što je entalpija količina toplote koja se prenosi tokom hemijske reakcije pri konstantnom pritisku, dok je toplota oblik energije.
Za potrebe proučavanja hemije, delimo univerzum na dva: sistem i okruženje. Sistem je predmet našeg istraživanja dok je ostalo okruženje. Toplota i entalpija su dva pojma koja opisuju protok energije i svojstva sistema.
Šta je entalpija?
U termodinamici, ukupna energija sistema je unutrašnja energija. Unutrašnja energija određuje ukupnu kinetičku i potencijalnu energiju molekula u sistemu. Unutrašnja energija sistema može se mijenjati bilo radom na sistemu, ili zagrijavanjem. Međutim, promena unutrašnje energije nije jednaka energiji koja se prenosi kao toplota kada je sistem u stanju da promeni svoju zapreminu.
Entalpija je termodinamičko svojstvo i možemo ga označiti sa H. Matematički odnos za ovaj termin je sljedeći:
H=U + PV
Ovde, H je entalpija i U je unutrašnja energija, P je pritisak, a V je zapremina sistema. Ova jednadžba pokazuje da je energija dovedena kao toplina pri konstantnom pritisku jednaka promjeni entalpije. Termin pV obuhvata energiju potrebnu sistemu da promijeni zapreminu u odnosu na konstantan pritisak. Stoga je entalpija u osnovi toplina reakcije pri konstantnom pritisku.
Slika 01: Promjene entalpije za fazne promjene materije
Štaviše, promena entalpije (∆H) za reakciju na datoj temperaturi i pritisku se dobija oduzimanjem entalpije reaktanata od entalpije proizvoda. Ako je ova vrijednost negativna, onda je reakcija egzotermna. Ako je vrijednost pozitivna, onda se za reakciju kaže da je endotermna. Promjena entalpije između bilo kojeg para reaktanata i proizvoda je nezavisna od putanje između njih. Štaviše, promjena entalpije ovisi o fazi reaktanata. Na primjer, kada plinovi kisika i vodika reagiraju i proizvode vodenu paru, promjena entalpije je -483,7 kJ. Ali, kada isti reaktanti reaguju i proizvode tekuću vodu, promena entalpije je -571,5 kJ.
Šta je vrućina?
Kapacitet sistema da izvrši rad je energija tog sistema. Mi možemo raditi na sistemu ili sistem može raditi, što dovodi do povećanja ili smanjenja energije sistema u skladu s tim. Energija sistema se može promeniti, ne samo samim radom, već i drugim sredstvima. Kada se energija sistema promeni kao rezultat temperaturne razlike između sistema i okoline, tu energiju prenosimo kao toplotu (q); odnosno energija je preneta kao toplota.
Prenos toplote se odvija sa visoke temperature na nisku temperaturu, što je u skladu sa temperaturnim gradijentom. Štaviše, ovaj proces se nastavlja sve dok temperatura između sistema i okoline ne dostigne isti nivo. Postoje dvije vrste procesa prijenosa topline. To su endotermni i egzotermni procesi. Endotermni proces je proces u kome energija ulazi u sistem iz okoline kao toplota, dok je egzotermni proces onaj gde se toplota prenosi iz sistema u okolinu kao toplota.
Koja je razlika između entalpije i topline?
U većini slučajeva koristimo izraze entalpija i toplina naizmjenično, ali postoji mala razlika između entalpije i topline. Ključna razlika između entalpije i toplote je u tome što entalpija opisuje količinu toplote koja se prenosi tokom hemijske reakcije pri konstantnom pritisku, dok je toplota oblik energije. Nadalje, entalpija je funkcija stanja, dok toplina nije jer toplina nije suštinsko svojstvo sistema. Osim toga, entalpiju ne možemo mjeriti direktno, pa je moramo izračunati kroz jednačine; međutim, toplotu možemo mjeriti direktno kao promjenu temperature.
Sažetak – entalpija vs toplina
Često koristimo termine entalpija i toplota naizmenično, ali postoji mala razlika entalpija i toplota je da entalpija opisuje količinu toplote prenetu tokom hemijske reakcije pri konstantnom pritisku, dok je toplota oblik energije.
