Entalpi ve ısı arasındaki temel fark, entalpi sabit basınçta bir kimyasal reaksiyon sırasında aktarılan ısı miktarı iken ısı bir enerji şeklidir.
Kimyada çalışma amaçlı olarak, evreni ikiye ayırıyoruz: bir sistem ve çevre. Gerisi çevre iken sistem bizim araştırmamızın konusu. Isı ve entalpi, bir sistemin enerji akışını ve özelliklerini tanımlayan iki terimdir.
Entalpi nedir?
Termodinamikte, bir sistemin toplam enerjisi iç enerjidir. İç enerji, sistemdeki moleküllerin toplam kinetik ve potansiyel enerjisini belirtir. Bir sistemin iç enerjisi, sistem üzerinde iş yapılarak veya ısıtılarak değiştirilebilir. Ancak, iç enerjideki değişim, sistem hacmini değiştirebilecek durumdayken ısı olarak aktarılan enerjiye eşit değildir.
Entalpi termodinamik bir özelliktir ve bunu H ile gösterebiliriz. Bu terimin matematiksel ilişkisi aşağıdaki gibidir:
H=U + PV
Burada H entalpi ve U iç enerji, P basınç ve V sistemin hacmidir. Bu denklem, sabit bir basınçta ısı olarak sağlanan enerjinin entalpideki değişime eşit olduğunu gösterir. PV terimi, sistemin sabit basınca karşı hacmi değiştirmek için ihtiyaç duyduğu enerjiyi açıklar. Bu nedenle, entalpi temel olarak sabit basınçta bir reaksiyonun ısısıdır.
Şekil 01: Maddenin Faz Değişimi İçin Entalpi Değişimleri
Ayrıca, belirli bir sıcaklık ve basınçta bir reaksiyon için entalpi değişimi (∆H), ürünlerin entalpisinden tepkenlerin entalpisinin çıkarılmasıyla elde edilir. Bu değer negatif ise reaksiyon ekzotermiktir. Değer pozitifse, reaksiyonun endotermik olduğu söylenir. Herhangi bir reaktan ve ürün çifti arasındaki entalpi değişimi, aralarındaki yoldan bağımsızdır. Ayrıca, entalpi değişimi, reaktanların fazına bağlıdır. Örneğin, oksijen ve hidrojen gazları tepkimeye girerek su buharı oluşturduğunda, entalpi değişimi -483.7 kJ'dir. Ancak, aynı reaktanlar sıvı su üretmek üzere reaksiyona girdiğinde, entalpi değişimi -571.5 kJ'dir.
Isı nedir?
Bir sistemin iş yapabilme kapasitesi, o sistemin enerjisidir. Sistem üzerinde iş yapabiliriz veya sistem iş yapabilir, bu da sistemin enerjisinin buna göre artmasına veya azalmasına neden olur. Bir sistemin enerjisi sadece işin kendisi tarafından değil, başka yollarla da değiştirilebilir. Bir sistemin enerjisi, sistem ile çevresi arasındaki sıcaklık farkı nedeniyle değiştiğinde, aktarılan enerjiye ısı (q); yani enerji ısı olarak aktarılmıştır.
Isı transferi, bir sıcaklık gradyanına göre yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru gerçekleşir. Ayrıca bu işlem sistem ile çevre arasındaki sıcaklık aynı seviyeye gelene kadar devam eder. İki tür ısı transfer işlemi vardır. Bunlar endotermik süreçler ve ekzotermik süreçlerdir. Endotermik süreç, enerjinin sisteme ısı olarak girdiği, ekzotermik bir süreç ise ısının sistemden çevreye ısı olarak aktarıldığı bir süreçtir.
Entalpi ve Isı Arasındaki Fark Nedir?
Çoğu zaman entalpi ve ısı terimlerini birbirinin yerine kullanırız, ancak entalpi ve ısı arasında küçük bir fark vardır. Entalpi ve ısı arasındaki temel fark, entalpi, kimyasal bir reaksiyon sırasında sabit basınçta aktarılan ısı miktarını tanımlarken, ısı bir enerji biçimidir. Ayrıca, entalpi durumun bir fonksiyonudur, oysa ısı değildir çünkü ısı bir sistemin içsel bir özelliği değildir. Ayrıca entalpiyi doğrudan ölçemiyoruz, bu yüzden denklemler aracılığıyla hesaplamamız gerekiyor; ancak ısıyı doğrudan sıcaklık değişimi olarak ölçebiliriz.
Özet – Entalpi ve Isı
Genellikle entalpi ve ısı terimlerini birbirinin yerine kullanırız, ancak entalpi ve ısı arasında küçük bir fark vardır; entalpi, sabit basınçta bir kimyasal reaksiyon sırasında aktarılan ısı miktarını tanımlarken ısı bir enerji biçimidir.
