Klíčový rozdíl mezi entalpií a teplem je ten, že entalpie je množství tepla přeneseného během chemické reakce při konstantním tlaku, zatímco teplo je forma energie.
Pro studijní účely v chemii rozdělujeme vesmír na dva: systém a okolí. Systém je předmětem našeho zkoumání, zatímco zbytek je okolí. Teplo a entalpie jsou dva pojmy popisující tok energie a vlastnosti systému.
Co je entalpie?
V termodynamice je celková energie systému vnitřní energií. Vnitřní energie udává celkovou kinetickou a potenciální energii molekul v systému. Vnitřní energii systému lze měnit buď prací na systému, nebo jeho ohřevem. Změna vnitřní energie se však nerovná energii, která se předá jako teplo, když je systém schopen změnit svůj objem.
Entalpie je termodynamická vlastnost a můžeme ji označit H. Matematický vztah pro tento termín je následující:
H=U + PV
Zde H je entalpie a U je vnitřní energie, P je tlak a V je objem systému. Tato rovnice ukazuje, že energie dodaná jako teplo při konstantním tlaku se rovná změně entalpie. Termín pV představuje energii, kterou systém potřebuje ke změně objemu proti konstantnímu tlaku. Proto je entalpie v podstatě reakční teplo při konstantním tlaku.
Obrázek 01: Změny entalpie pro fázové změny hmoty
Změnu entalpie (∆H) pro reakci při dané teplotě a tlaku navíc získáme odečtením entalpie reaktantů od entalpie produktů. Pokud je tato hodnota záporná, pak je reakce exotermická. Je-li hodnota kladná, pak se říká, že reakce je endotermická. Změna entalpie mezi jakýmkoliv párem reaktantů a produktů je nezávislá na cestě mezi nimi. Navíc změna entalpie závisí na fázi reaktantů. Například, když kyslík a vodík reagují za vzniku vodní páry, je změna entalpie -483,7 kJ. Ale když stejné reaktanty reagují za vzniku kapalné vody, změna entalpie je -571,5 kJ.
Co je teplo?
Schopnost systému konat práci je energie tohoto systému. Můžeme pracovat na systému nebo systém může dělat práci, což vede ke zvýšení nebo snížení energie systému odpovídajícím způsobem. Energii systému lze měnit nejen prací samotnou, ale i jinými prostředky. Když se energie systému mění v důsledku teplotního rozdílu mezi systémem a jeho okolím, označujeme tuto přenesenou energii jako teplo (q); to znamená, že energie byla předána jako teplo.
Přenos tepla probíhá z vysoké teploty na nízkou teplotu, což je podle teplotního gradientu. Navíc tento proces pokračuje, dokud teplota mezi systémem a okolím nedosáhne stejné úrovně. Existují dva typy procesů přenosu tepla. Jsou to procesy endotermické a exotermické. Endotermický proces je proces, při kterém energie vstupuje do systému z okolí jako teplo, zatímco exotermický proces je proces, kdy se teplo přenáší ze systému do okolí jako teplo.
Jaký je rozdíl mezi entalpií a teplem?
Většinou používáme termíny entalpie a teplo zaměnitelně, ale mezi enthplay a teplem je malý rozdíl. Klíčový rozdíl mezi entalpií a teplem je ten, že entalpie popisuje množství tepla přeneseného během chemické reakce při konstantním tlaku, zatímco teplo je forma energie. Kromě toho je entalpie funkcí stavu, zatímco teplo není, protože teplo není vnitřní vlastností systému. Navíc entalpii nemůžeme měřit přímo, takže ji musíme spočítat pomocí rovnic; teplo však můžeme měřit přímo jako změnu teploty.
Shrnutí – Entalpie vs teplo
Často používáme termíny entalpie a teplo zaměnitelně, ale existuje malý rozdíl mezi entalpií a teplem je, že entalpie popisuje množství tepla přeneseného během chemické reakce při konstantním tlaku, zatímco teplo je forma energie.
