Tofauti kuu kati ya enthalpy na joto ni kwamba enthalpy ni kiasi cha joto kinachohamishwa wakati wa mmenyuko wa kemikali kwa shinikizo la mara kwa mara ilhali joto ni aina ya nishati.
Kwa madhumuni ya utafiti katika kemia, tunagawanya ulimwengu katika sehemu mbili: mfumo na unaozunguka. Mfumo ndio mada ya uchunguzi wetu wakati zingine ni zinazozunguka. Joto na enthalpy ni maneno mawili yanayoelezea mtiririko wa nishati na sifa za mfumo.
Enthalpy ni nini?
Katika thermodynamics, jumla ya nishati ya mfumo ni nishati ya ndani. Nishati ya ndani hubainisha jumla ya nishati ya kinetic na uwezo wa molekuli katika mfumo. Nishati ya ndani ya mfumo inaweza kubadilishwa ama kwa kufanya kazi kwenye mfumo, au kwa joto. Hata hivyo, mabadiliko ya nishati ya ndani si sawa na nishati inayohamishwa kama joto wakati mfumo una uwezo wa kubadilisha kiasi chake.
Enthalpy ni sifa ya halijoto na tunaweza kuiashiria kwa H. Uhusiano wa hisabati wa neno hili ni kama ifuatavyo:
H=U + PV
Hapa, H ni enthalpy na U ni nishati ya ndani, P ni shinikizo na V ni ujazo wa mfumo. Mlinganyo huu unaonyesha kwamba nishati inayotolewa kama joto kwa shinikizo la mara kwa mara ni sawa na mabadiliko katika enthalpy. Neno pV huchangia nishati inayohitajika na mfumo ili kubadilisha sauti dhidi ya shinikizo la mara kwa mara. Kwa hivyo, enthalpy kimsingi ni joto la athari kwa shinikizo la mara kwa mara.
Kielelezo 01: Mabadiliko ya Enthalpy kwa Awamu ya Mabadiliko ya Mambo
Aidha, badiliko la enthalpy (∆H) kwa athari katika halijoto na shinikizo fulani hupatikana kwa kutoa enthalpy ya viitikio kutoka kwa enthalpy ya bidhaa. Ikiwa thamani hii ni hasi, basi majibu ni ya ajabu. Ikiwa thamani ni chanya, basi majibu yanasemekana kuwa ya mwisho. Mabadiliko ya enthalpy kati ya jozi yoyote ya reactants na bidhaa ni huru ya njia kati yao. Aidha, mabadiliko ya enthalpy inategemea awamu ya reactants. Kwa mfano, wakati gesi za oksijeni na hidrojeni huguswa na kutoa mvuke wa maji, mabadiliko ya enthalpy ni -483.7 kJ. Lakini, viitikio vile vile vinapoguswa na kutoa maji kioevu, badiliko la enthalpy ni -571.5 kJ.
Joto ni nini?
Uwezo wa mfumo kufanya kazi ni nishati ya mfumo huo. Tunaweza kufanya kazi kwenye mfumo au mfumo unaweza kufanya kazi, ambayo husababisha kuongeza au kupunguza nishati ya mfumo ipasavyo. Nishati ya mfumo inaweza kubadilishwa, sio tu na kazi yenyewe, kwa njia zingine pia. Nishati ya mfumo inapobadilika kutokana na tofauti ya halijoto kati ya mfumo na mazingira yake, tunarejelea nishati hiyo inayohamishwa kama joto (q); yaani, nishati imehamishwa kama joto.
Uhamisho wa joto hufanyika kutoka kwa halijoto ya juu hadi ya chini, ambayo ni kulingana na kiwango cha joto. Aidha, mchakato huu unaendelea hadi joto kati ya mfumo na jirani kufikia kiwango sawa. Kuna aina mbili za michakato ya kuhamisha joto. Ni michakato ya endothermic na michakato ya exothermic. Mchakato wa endothermic ni mchakato ambao nishati huingia kwenye mfumo kutoka kwa mazingira kama joto wakati mchakato wa exothermic ni ule ambapo joto huhamishwa kutoka kwa mfumo hadi kwa mazingira kama joto.
Kuna tofauti gani kati ya Enthalpy na Joto?
Mara nyingi, sisi hutumia maneno enthalpy na joto kwa kubadilishana, lakini kuna tofauti kidogo kati ya enthplay na joto. Tofauti kuu kati ya enthalpy na joto ni kwamba enthalpy inaelezea kiasi cha joto kinachohamishwa wakati wa mmenyuko wa kemikali kwa shinikizo la mara kwa mara wakati joto ni aina ya nishati. Zaidi ya hayo, enthalpy ni kazi ya serikali, ilhali joto haliwi kwa vile joto si mali asili ya mfumo. Kwa kuongeza, hatuwezi kupima enthalpy moja kwa moja, kwa hiyo tunapaswa kuihesabu kwa njia ya equations; hata hivyo, tunaweza kupima joto moja kwa moja kama mabadiliko ya halijoto.
Muhtasari – Enthalpy dhidi ya Joto
Mara nyingi sisi hutumia maneno enthalpy na joto kwa kubadilishana, lakini kuna tofauti kidogo enthalpy na joto ni kwamba enthalpy huelezea kiasi cha joto kinachohamishwa wakati wa mmenyuko wa kemikali kwa shinikizo la mara kwa mara ilhali joto ni aina ya nishati.
