Põhiline erinevus entalpia ja soojuse vahel on see, et entalpia on keemilise reaktsiooni käigus konstantsel rõhul ülekantav soojushulk, samas kui soojus on energia vorm.
Keemia õppimiseks jagame universumi kaheks: süsteemiks ja ümbritsevaks. Süsteem on meie uurimise objekt, ülejäänud aga ümbritsev. Soojus ja entalpia on kaks terminit, mis kirjeldavad süsteemi energiavoogu ja omadusi.
Mis on entalpia?
Terodünaamikas on süsteemi koguenergia siseenergia. Siseenergia määrab süsteemi molekulide kogu kineetilise ja potentsiaalse energia. Süsteemi siseenergiat saab muuta kas süsteemi kallal tööd tehes või seda soojendades. Siseenergia muutus ei ole aga võrdne energiaga, mis läheb üle soojusena, kui süsteem on võimeline oma mahtu muutma.
Entalpia on termodünaamiline omadus ja me saame seda tähistada H-ga. Selle termini matemaatiline seos on järgmine:
H=U + PV
Siin H on entalpia ja U on siseenergia, P on rõhk ja V on süsteemi ruumala. See võrrand näitab, et konstantsel rõhul soojusena tarnitud energia on võrdne entalpia muutusega. Termin pV kajastab energiat, mida süsteem vajab ruumala muutmiseks konstantse rõhu suhtes. Seetõttu on entalpia põhimõtteliselt konstantsel rõhul tekkiva reaktsiooni soojus.
Joonis 01: Entalpia muutused aine faasimuutuste korral
Pealegi saadakse reaktsiooni entalpia muutus (∆H) antud temperatuuril ja rõhul, lahutades produktide entalpiast reaktiivide entalpia. Kui see väärtus on negatiivne, on reaktsioon eksotermiline. Kui väärtus on positiivne, nimetatakse reaktsiooni endotermiliseks. Entalpia muutus mis tahes reaktiivide ja produktide paari vahel ei sõltu nendevahelisest teest. Veelgi enam, entalpia muutus sõltub reagentide faasist. Näiteks kui hapnik ja vesinik gaasid reageerivad veeauru tekkeks, on entalpia muutus -483,7 kJ. Kuid kui samad reagendid reageerivad vedela vee saamiseks, on entalpia muutus -571,5 kJ.
Mis on soojus?
Süsteemi töövõime on selle süsteemi energia. Võime teha tööd süsteemi kallal või süsteem võib teha tööd, mille tulemusel suureneb või väheneb vastav alt süsteemi energia. Süsteemi energiat saab muuta mitte ainult töö enda, vaid ka muude vahenditega. Kui süsteemi energia muutub süsteemi ja selle ümbruse temperatuuride erinevuse tulemusena, siis nimetatakse seda ülekantavat energiat soojuseks (q); see tähendab, et energia on soojusena edasi antud.
Soojusülekanne toimub kõrgelt temperatuurilt madalale temperatuurile, mis toimub vastav alt temperatuurigradiendile. Pealegi jätkub see protsess seni, kuni temperatuur süsteemi ja ümbritseva vahel saavutab sama taseme. Soojusülekande protsesse on kahte tüüpi. Need on endotermilised ja eksotermilised protsessid. Endotermiline protsess on protsess, mille käigus energia siseneb süsteemi soojusena ümbritsevast keskkonnast, eksotermiline aga protsess, kus soojus kandub süsteemist soojusena ümbritsevasse.
Mis vahe on entalpial ja kuumusel?
Enamasti kasutame mõisteid entalpia ja soojus vaheldumisi, kuid enthplay ja kuumuse vahel on väike erinevus. Peamine erinevus entalpia ja soojuse vahel on see, et entalpia kirjeldab keemilise reaktsiooni käigus konstantsel rõhul ülekantud soojushulka, samas kui soojus on energia vorm. Lisaks on entalpia oleku funktsioon, soojus aga mitte, kuna soojus ei ole süsteemi olemuslik omadus. Lisaks ei saa me entalpiat otse mõõta, seega peame selle võrrandite kaudu arvutama; aga saame soojust mõõta otse temperatuurimuutusena.
Kokkuvõte – entalpia vs kuumus
Me kasutame sageli mõisteid entalpia ja soojus sünonüümidena, kuid entalpia on väike erinevus ja soojus on see, et entalpia kirjeldab keemilise reaktsiooni käigus konstantsel rõhul ülekantavat soojushulka, samas kui soojus on energia vorm.
