94
Në energjinë e brendshme marrin pjesë energjia kinetike e secilës grimce prej të cilëve përbëhet sistemi,
si edhe
energjia potenciale e cila është rezultat i veprimeve reciproke midis grimcave.
Në lidhje me energjinë është edhe një madhësi që quhet
entalpia. Entalpia e një sistemi është madhësi e cila
shënohet me
H dhe
,
sikur edhe energjia, matet në xhul ose kiloxhul.
Entalpia e një sistemi është shumë e energjisë së brendshme dhe prodhimit të vëllimit të atij sistemi dhe shtypjes
(që në atë sistem sundon). Me fjalë të tjera,
H =
U +
P
V
Domethënë,
në të ardhmen kryesisht do të merremi me energjinë e brendshme të sistemeve, posaçërisht me një
madhësi që është në lidhje me energjinë e brendshme dhe quhet entalpi.
Energjia mund të pranohet dhe të jepet (lirohet)
Siç diskutuam, nëse duam të shkrijmë një trup të ngurtë, nevojitet ta ngrohim (t’ia ngremë temperaturën). E, për
ta bërë këtë,trupit të ngurtë
duhet ti sjellim nxehtësi
*
. Nxehtësinë duhet ta sjellim edhe në se duam të avullojmë
një lëng. Sjellja e nxehtësisë në realitet paraqet sjellje të energjisë në sistemin e studiuar (trup i ngurtë, lëng etj.).
Kuptohet, sistemet jo vetëm që mund të pranojnë energji, por edhe ti
japin energji ambientit (mjedisit). Sipas
asaj, mund të flitet për
këmbim të energjisë midis sistemit dhe ambientit.
Këmbimi i energjisë mund të kryhet në mënyra të ndryshme. Kështu, në proceset e pirolizës, energjia sillet në
formë të nxehtësisë, në proceset e fotolizës rrezatimi i dritës është bartës i energjisë të cilën sistemi reagues e
pranon. Energjia mund të bartet edhe si rezultat i lirimit të grimcave të elektrizuara (për shembull, elektrone) nga
sistemi ose sjelljen e tyre në sistem.
Për ne tani për tani më interesante do të jenë pranimi ose lirimi (dhënia) e energjisë në
formë të nxehtësisë. Për
këmbimin e tillë të energjisë diskutuam më lartë.
Proceset që mund të rrjedhin vetëm nëse në sistem sillet energji nga jashtë në formë të nxehtësisë quhen
endoterme
†
.
*
Për shënimin e sasisë së nxehtësisë që këmbehet përdoret shenja
q. Nëse nxehtësia
i sillet sistemit,
q > 0 (nxehtësia e sjellë konsiderohet
pozitive), nëse nxehtësia lirohet nga sistemi (sistemi jep energji),
q < 0, sasia e liruar e nxehtësisë konsiderohet si negative.
†
Nëse sillet energjia, por nuk është e thënë qartë se ajo kryhet në formë të nxehtësisë, mund të përdoret edhe termi
endoenergjetik. Proceset
endotermike çdoherë janë endoenergjetike, por nuk është e sigurt se çdo proces endoenergjetik është endoterm (energjia mund të sillet edhe
në mënyrë tjetër).
Kujdes:
nxehtësi dhe
temperaturë aspak nuk është njëjtë
!!!
95
Në
procese tjera, përsëri, energjia lirohet. Nëse energjia e liruar jepet në formë të
nxehtësisë, themi se procesi është
ekzotermik (termi më i përgjithësuar do të ishte
ekzoenergjetik). Kështu, avullimi i ujit (fig. 4.11) është proces endotermik, ndërsa
kondensimi i avullit të ujit – ekzotermik
*
.
Кur në ujë tretet acidi sulfurik i përqendruar, lirohet nxehtësi, procesi është
ekzotermik.
Përkundër kësaj, që të tretet nitrati i amonit, nevojitet të sillet nxehtësi, procesi është
endotermik
†
.
Gjatë komponimit të hidrogjenit dhe oksigjenit (në prani të katalizatorit), lirohet
nxehtësi, ndërsa për tu zbërthyer avulli i ujit, nevojite të
sillet sasi e konsiderueshme
e nxehtësisë (procesi i parë është ekzotermik, ndërsa i dyti – endotermik).
Të përsërisim:
proceset (reaksione kimike ose lloje tjera të proceseve) që janë të shoqëruara
me lirim të nxehtësisë dhe dorëzimin e saj ambientit quhen ekzotermike,
ndërsa proceset të cilat mund të rrjedhin vetëm nëse sistemit i jepet nxehtësi
quhen endotermike.
Efektet e nxehtësisë
Në provat e përshkruar më lartë, punuam vetëm
kualitativisht: më shumë kemi vështruar se kemi matur.
Nëse na nevojitet, mundet saktë të matet sa energji në formë të nxehtësisë është liruar gjatë rrjedhjes së një
procesi (nëse ai është ekzotermik), gjegjësisht sa energji në formë të nxehtësisë duhet ti sillet sistemit (nëse
procesi është
endotermik). Sasia e sjellë, përkatësisht e liruar është e barabartë me ndryshimin e entalpisë së
sistemit (ky ndryshim zakonisht shënohet me Δ
H
)
. Për prova të këtilla shfrytëzohen pajime që quhen
kalorimetra
(fig. 4.12).
Kuptohet, për një kimist, kimist të ardhshëm, nxënësi që mëson kimi ose dikush që
interesohet për kimi, më interesante janë
reaksionet kimike. Mirëpo, ekzistojnë edhe
procese tjera të cilat po ashtu janë të rëndësishme, madje që në vete nuk përfshijnë
ndryshime kimike. Të tilla janë, për shembull, proceset e avullimit, kristalizimi, proceset e
tretjes
‡
.
Për procesin gjatë të cilit nuk vjen deri te ndryshimi i përbërjes (për shembull,
disa nga ato
të lartpërmendura),
efekti i nxehtësisë shprehet si ndryshim i
entalpisë molare të sistemit, si
H
m
(lexohet
delta-hë). Ndryshimi i entalpisë molare është raport (herës) midis ndryshimit
të entalpisë dhe sasisë së substancës në sistem.
* Ndoshta ke vërejtur se gjatë dimrit temperaturata e ajrit më shpesh ngritet nëse fillon të bie borë.
† Nëse nuk është e mundshme të sillet energji
e mjaftueshme nga ambienti, për rrjedhjen e procesit shfrytëzohet pjesë e energjisë së
brendshme dhe temperatura e sistemit ulet.
‡ Gjatë tretjes shpeshherë ndodhin procese të cilat mundet të konsiderohen edhe
kimike.
fig. 4.11. Për tu avulluar uji
në gotë, duhet të sillet
nxehtësi (procesi është
endotermik)
fig. 4.12.
Kalorimetri i
thjeshtë