Энтальпи ба дулааны гол ялгаа нь энтальпи нь тогтмол даралттай химийн урвалын явцад дамждаг дулааны хэмжээ, харин дулаан нь энергийн нэг хэлбэр юм.
Хими судлахын тулд бид орчлон ертөнцийг систем ба хүрээлэн буй орчин гэж хоёр хуваадаг. Систем бол бидний судлах зүйл бол бусад нь хүрээлэн буй орчин юм. Дулаан ба энтальпи нь системийн энергийн урсгал болон шинж чанарыг тодорхойлсон хоёр нэр томъёо юм.
Энтальпи гэж юу вэ?
Термодинамикийн хувьд системийн нийт энерги нь дотоод энерги юм. Дотоод энерги нь систем дэх молекулуудын нийт кинетик ба потенциал энергийг тодорхойлдог. Системийн дотоод энергийг систем дээр ажил хийх эсвэл халаах замаар өөрчилж болно. Гэсэн хэдий ч дотоод энергийн өөрчлөлт нь систем эзэлхүүнээ өөрчлөх чадвартай үед дулаан хэлбэрээр дамждаг энергитэй тэнцүү биш юм.
Энтальпи нь термодинамик шинж чанар бөгөөд бид үүнийг H гэж тэмдэглэж болно. Энэ нэр томъёоны математик хамаарал дараах байдалтай байна:
H=U + PV
Энд H нь энтальпи, U нь дотоод энерги, P нь даралт, V нь системийн эзэлхүүн юм. Энэ тэгшитгэл нь тогтмол даралтын үед дулаанаар хангагдах энерги нь энтальпийн өөрчлөлттэй тэнцүү байгааг харуулж байна. pV гэсэн нэр томъёо нь тогтмол даралтын эсрэг эзлэхүүнийг өөрчлөхөд системд шаардагдах энергийг илэрхийлдэг. Тиймээс энтальпи нь үндсэндээ тогтмол даралттай урвалын дулаан юм.
Зураг 01: Бодисын фазын өөрчлөлтийн энтальпийн өөрчлөлт
Түүнээс гадна, өгөгдсөн температур ба даралт дахь урвалын энтальпийн өөрчлөлтийг (∆H) бүтээгдэхүүний энтальпээс урвалд орох бодисын энтальпийг хасч гаргана. Хэрэв энэ утга сөрөг байвал урвал нь экзотермик болно. Хэрэв утга эерэг байвал урвалыг эндотермик гэж нэрлэдэг. Аливаа хос урвалж ба бүтээгдэхүүний хоорондох энтальпийн өөрчлөлт нь тэдгээрийн хоорондох замаас үл хамаарна. Нэмж дурдахад энтальпийн өөрчлөлт нь урвалжуудын фазаас хамаарна. Жишээлбэл, хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн хий нь усны уур үүсгэх урвалд ороход энтальпийн өөрчлөлт -483.7 кЖ байна. Гэхдээ ижил урвалд орж шингэн ус үүсгэх үед энтальпийн өөрчлөлт -571.5 кЖ болно.
Дулаан гэж юу вэ?
Системийн ажил гүйцэтгэх чадвар нь тухайн системийн энерги юм. Бид систем дээр ажил хийж болно, эсвэл систем нь ажил хийх боломжтой бөгөөд энэ нь системийн энергийг нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулахад хүргэдэг. Системийн энергийг зөвхөн ажлаар төдийгүй бусад аргаар өөрчилж болно. Систем болон хүрээлэн буй орчны температурын зөрүүний үр дүнд системийн энерги өөрчлөгдөхөд бид дулаан (q) гэж шилжүүлсэн энергийг хэлнэ; өөрөөр хэлбэл энерги дулаан хэлбэрээр шилжсэн.
Дулаан дамжуулалт нь өндөр температураас бага температурт явагддаг бөгөөд энэ нь температурын градиентийн дагуу явагддаг. Түүнээс гадна энэ үйл явц нь систем болон хүрээлэн буй орчны хоорондох температур ижил түвшинд хүрэх хүртэл үргэлжилнэ. Дулаан дамжуулах хоёр төрлийн процесс байдаг. Эдгээр нь эндотермик процесс ба экзотермик процессууд юм. Эндотермик процесс нь энерги нь хүрээлэн буй орчноос дулаан хэлбэрээр системд орж ирдэг процесс бөгөөд экзотермик процесс нь дулааныг системээс хүрээлэн буй орчинд дулаан хэлбэрээр шилжүүлэх процесс юм.
Энтальпи ба дулааны ялгаа юу вэ?
Ихэнх тохиолдолд бид энтальпи, дулаан гэсэн нэр томъёог сольж хэрэглэдэг боловч энтплей болон дулааны хооронд бага зэрэг ялгаатай байдаг. Энтальпи ба дулааны хоорондох гол ялгаа нь энтальпи нь тогтмол даралттай химийн урвалын явцад дамждаг дулааны хэмжээг тодорхойлдог бол дулаан нь энергийн нэг хэлбэр юм. Цаашилбал, энтальпи нь төлөв байдлын функц юм, харин дулаан нь системийн дотоод шинж чанар биш тул дулаан биш юм. Нэмж дурдахад бид энтальпийг шууд хэмжих боломжгүй тул тэгшитгэлээр тооцоолох хэрэгтэй; гэхдээ бид дулааныг температурын өөрчлөлтөөр шууд хэмжих боломжтой.
Товч мэдээлэл – Энтальпи ба дулаан
Бид энтальпи ба дулаан гэсэн нэр томъёог ихэвчлэн сольж хэрэглэдэг боловч энтальпийн бага зэргийн ялгаа байдаг ба дулаан нь энтальпи нь тогтмол даралттай химийн урвалын явцад дамждаг дулааны хэмжээг тодорхойлдог бол дулаан нь энергийн нэг хэлбэр юм.
