এনথালপি বনাম অভ্যন্তরীণ শক্তি
রসায়নে অধ্যয়নের উদ্দেশ্যে, আমরা মহাবিশ্বকে একটি সিস্টেম এবং চারপাশে দুটি ভাগে ভাগ করি। যে কোন সময়, আমরা যে অংশে আগ্রহী তা হল সিস্টেম, এবং বাকিটা আশেপাশের। এনথালপি এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রের সাথে সম্পর্কিত দুটি ধারণা, এবং তারা একটি সিস্টেম এবং আশেপাশে সংঘটিত প্রতিক্রিয়াগুলিকে বর্ণনা করে৷
এনথালপি কি?
যখন একটি বিক্রিয়া ঘটে, তখন তা তাপ শোষণ বা বিবর্তিত হতে পারে এবং যদি প্রতিক্রিয়াটি ধ্রুবক চাপে বাহিত হয়, এই তাপকে বিক্রিয়ার এনথালপি বলে। অণুর এনথালপি পরিমাপ করা যায় না।অতএব, প্রতিক্রিয়ার সময় এনথালপিতে পরিবর্তন পরিমাপ করা হয়। প্রদত্ত তাপমাত্রা এবং চাপে প্রতিক্রিয়ার জন্য এনথালপি পরিবর্তন (∆H) পণ্যের এনথালপি থেকে বিক্রিয়কগুলির এনথালপি বিয়োগ করে প্রাপ্ত হয়। যদি এই মান ঋণাত্মক হয়, তবে প্রতিক্রিয়াটি এক্সোথার্মিক। যদি মানটি ইতিবাচক হয়, তবে প্রতিক্রিয়াটিকে এন্ডোথার্মিক বলা হয়। বিক্রিয়াকারী এবং পণ্যগুলির যেকোনো জোড়ার মধ্যে এনথালপির পরিবর্তন তাদের মধ্যকার পথ থেকে স্বাধীন। তদুপরি, এনথালপি পরিবর্তন বিক্রিয়কগুলির পর্যায়ের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন গ্যাসগুলি জলীয় বাষ্প তৈরি করতে বিক্রিয়া করে, তখন এনথালপি পরিবর্তন হয় -483.7 kJ। যাইহোক, যখন একই বিক্রিয়ক তরল জল তৈরি করতে বিক্রিয়া করে, তখন এনথালপি পরিবর্তন হয় -571.5 kJ।
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (ছ); ∆H=-483.7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (ঠ); ∆H=-571.7 kJ
অভ্যন্তরীণ শক্তি কী?
তাপ এবং কাজ শক্তি স্থানান্তরের দুটি উপায়।যান্ত্রিক প্রক্রিয়ায়, শক্তি এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হতে পারে, তবে শক্তির মোট পরিমাণ সংরক্ষণ করা হয়। রাসায়নিক রূপান্তরে, একটি অনুরূপ নীতি প্রযোজ্য। মিথেনের দহনের মতো একটি প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করুন।
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H 2ও
যদি প্রতিক্রিয়াটি একটি সিল করা পাত্রে সঞ্চালিত হয়, তবে যা ঘটে তা হল তাপ নির্গত হয়। টারবাইন বা স্টিম ইঞ্জিন চালানোর মতো যান্ত্রিক কাজ করার জন্য আমরা এই মুক্তিপ্রাপ্ত এনজাইম ব্যবহার করতে পারি। প্রতিক্রিয়া দ্বারা উৎপন্ন শক্তি তাপ এবং কাজের মধ্যে ভাগ করা যেতে পারে এমন অসংখ্য উপায় রয়েছে। যাইহোক, এটি পাওয়া যায় যে তাপের বিবর্তনের যোগফল এবং সম্পন্ন যান্ত্রিক কাজ সর্বদা একটি ধ্রুবক। এটি এই ধারণার দিকে নিয়ে যায় যে বিক্রিয়ক থেকে পণ্যগুলিতে যাওয়ার সময়, অভ্যন্তরীণ শক্তি (U) নামে কিছু সম্পত্তি রয়েছে। অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনকে ∆U হিসাবে চিহ্নিত করা হয়।
∆U=q + w; যেখানে q হল তাপ এবং w হল কাজ করা
অভ্যন্তরীণ শক্তিকে একটি স্টেট ফাংশন বলা হয় কারণ এর মান সিস্টেমের অবস্থার উপর নির্ভর করে এবং সিস্টেমটি কীভাবে সেই অবস্থায় এসেছিল তা নয়। অর্থাৎ, প্রাথমিক অবস্থা "i" থেকে চূড়ান্ত অবস্থা "f" এ যাওয়ার সময় U-এর পরিবর্তন শুধুমাত্র প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থায় U-এর মানের উপর নির্ভর করে।
∆U=Uf – Ui
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুসারে, একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য। মহাবিশ্ব একটি বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা; সুতরাং, মহাবিশ্বের জন্য ∆U হল শূন্য৷
এনথালপি এবং অভ্যন্তরীণ শক্তির মধ্যে পার্থক্য কী?
• নিম্নলিখিত সমীকরণে এনথালপি উপস্থাপন করা যেতে পারে যেখানে U হল অভ্যন্তরীণ শক্তি, p হল চাপ এবং V হল সিস্টেমের আয়তন৷
H=U + pV
• অতএব, অভ্যন্তরীণ শক্তি এনথালপি শব্দের মধ্যে। এনথালপি দেওয়া হয়, ∆U=q + w
