ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਥਰਮੋਕੈਮੀਕਲ ਕਾਨੂੰਨ

ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਥਰਮੋਕੈਮੀਕਲ ਕਾਨੂੰਨ

ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀ ਇੱਕ ਸ਼ਾਖਾ ਹੈ ਜੋ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ (ਜਾਂ ਕਿਸੇ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਭੌਤਿਕ ਤਬਦੀਲੀਆਂ) ਅਤੇ ਇਸ ਨਾਲ ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਥਰਮਲ ਊਰਜਾ (ਗਰਮੀ) ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਊਰਜਾ, ਗਰਮੀ, ਕੰਮ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਦੇ ਸੰਕਲਪਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਪੁਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਊਰਜਾ ਕਦੇ ਵੀ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਨਿਸ਼ਾਨ ਦੇ "ਪ੍ਰਗਟ" ਜਾਂ "ਅਲੋਪ" ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ। ਊਰਜਾ ਸਿਰਫ਼ ਰੂਪ ਬਦਲਦੀ ਹੈ: ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਗਰਮੀ ਤੱਕ, ਜਾਂ ਇਸਦੇ ਉਲਟ - ਰਸਾਇਣਕ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨੂੰ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਸੋਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਸਿਧਾਂਤ ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਨਿਯਮਾਂ ਵਿੱਚ ਸੰਖੇਪ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ, ਜੋ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ, ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਅਤੇ ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਉਦਯੋਗਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀਆਂ ਗਰਮੀਆਂ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਆਧਾਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ।

ਮੁੱਢਲੇ ਸੰਕਲਪ : ਸਿਸਟਮ, ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ, ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਤਾਪ

ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਨਿਯਮਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਸਭ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਸਿਸਟਮ ਅਤੇ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੀਆਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਸਿਸਟਮ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦਾ ਉਹ ਹਿੱਸਾ ਹੈ ਜਿਸਦਾ ਅਸੀਂ ਅਧਿਐਨ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ - ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਇੱਕ ਭਾਂਡੇ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਪਦਾਰਥ। ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਸਿਸਟਮ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਸਭ ਕੁਝ ਹੈ। ਇੱਕ ਸਿਸਟਮ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਦਾ ਆਦਾਨ-ਪ੍ਰਦਾਨ ਅਕਸਰ ਗਰਮੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਐਂਥਲਪੀ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ΔH ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਐਂਥਲਪੀ ਇੱਕ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਮਾਤਰਾ ਹੈ ਜੋ ਸਥਿਰ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸਿਸਟਮ ਦੀ "ਊਰਜਾ ਸਮੱਗਰੀ" ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਬਹੁਤ ਉਪਯੋਗੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਦੇ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ । ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ:

– ਜੇਕਰ ਸਿਸਟਮ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਤੋਂ ਗਰਮੀ ਛੱਡਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ΔH ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ΔH < 0)। – ਜੇਕਰ ਸਿਸਟਮ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਤੋਂ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਐਂਡੋਥਰਮਿਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ΔH ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ΔH > 0)।

ਇੱਕ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਉਦਾਹਰਣ ਬਾਲਣ ਦਾ ਜਲਣ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਐਂਡੋਥਰਮਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੈ (ਜਿਸ ਲਈ ਸੂਰਜ ਦੀ ਰੌਸ਼ਨੀ ਤੋਂ ਊਰਜਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ)।

ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੀ ਨੀਂਹ ਵਜੋਂ ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਨਿਯਮ

ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਸਾਰੇ ਨਿਯਮਾਂ ਦੇ ਪਿੱਛੇ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦਾ ਇੱਕ ਮਹਾਨ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ: ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਕਾਨੂੰਨ, ਜੋ ਰਸਮੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਨਿਯਮ ਦਾ ਮੂਲ ਹੈ। ਇਹ ਕਾਨੂੰਨ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਊਰਜਾ ਨਾ ਤਾਂ ਬਣਾਈ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਨਾ ਹੀ ਨਸ਼ਟ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਸਿਰਫ ਰੂਪ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸੰਕੇਤ ਵਿੱਚ, ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ (ΔU) ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਗਰਮੀ (Q) ਅਤੇ ਕੰਮ (W) ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ:

ΔU = Q − W

ਕੰਮ ਦਾ ਚਿੰਨ੍ਹ ਅਤੇ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਪਰੰਪਰਾ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਮੂਲ ਵਿਚਾਰ ਇੱਕੋ ਹੈ: ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਸਿਸਟਮ ਗਰਮੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਧਦੀ ਹੈ; ਜੇਕਰ ਸਿਸਟਮ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਥਰਮੋਕੈਮੀਕਲ ਮਾਮਲਿਆਂ ਵਿੱਚ - ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਸਥਿਰ ਦਬਾਅ 'ਤੇ - ਐਂਥਲਪੀ (H) ਅਕਸਰ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਜੋ ਸਥਿਰ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਗਰਮੀ ΔH ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੋਵੇ।

ਇਸ ਬੁਨਿਆਦ ਦੇ ਨਾਲ, ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਸਿਰਫ਼ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਵਜੋਂ ਨਹੀਂ, ਸਗੋਂ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਵਜੋਂ ਦੇਖਦੀ ਹੈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਸਹੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਹੇਸ ਦਾ ਨਿਯਮ: ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਤਾਪ ਮਾਰਗ ਸੁਤੰਤਰ ਹੈ

ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਨਿਯਮਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈਸ ਦਾ ਨਿਯਮ ਹੈ। ਇਹ ਨਿਯਮ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਾ ਕੁੱਲ ਐਂਥਲਪੀ ਬਦਲਾਅ ਸਿਰਫ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਅਤੇ ਅੰਤਮ ਅਵਸਥਾਵਾਂ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਮਾਰਗ 'ਤੇ ਨਹੀਂ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਕਈ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਪੈਦਾ ਹੋਈ ਜਾਂ ਸੋਖੀ ਗਈ ਗਰਮੀ (ΔH) ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਸਿੱਧੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੋਵੇਗੀ, ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਅਤੇ ਅੰਤਮ ਉਤਪਾਦ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਹਨ।

ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਜੇਕਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ A → B ਨੂੰ ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:
– A → C (ΔH₁)
– C → B (ΔH₂)

ਇਸ ਲਈ:
ਕੁੱਲ ΔH = ΔH₁ + ΔH₂

ਹੇਸ ਦਾ ਨਿਯਮ ਲਾਭਦਾਇਕ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਮਾਪਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨੂੰ ਉਹਨਾਂ ਕਦਮਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡ ਕੇ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਲਈ ਡੇਟਾ ਉਪਲਬਧ ਹੈ, ਅਸੀਂ ਅਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ΔH ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਲਾਗੂ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਨਿਯਮ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਅਮੋਨੀਆ ਉਤਪਾਦਨ, ਧਾਤ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧੀਕਰਨ, ਅਤੇ ਬੈਟਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀਆਂ ਊਰਜਾ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਦੀ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਲੈਵੋਇਸੀਅਰ-ਲੈਪਲੇਸ ਨਿਯਮ: ਉਲਟ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਰੋਧੀ ਚਿੰਨ੍ਹ ਦਾ ΔH ਹੁੰਦਾ ਹੈ

ਇੱਕ ਹੋਰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਥਰਮੋਕੈਮੀਕਲ ਨਿਯਮ ਲਾਵੋਇਸੀਅਰ-ਲਾਪਲੇਸ ਨਿਯਮ ਹੈ, ਜੋ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਤੀਬਰਤਾ ਵਿੱਚ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਪਰ ਉਲਟ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਦੇ ਉਲਟ ਸੰਕੇਤ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ:

ਜੇਕਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ:
A → B ਵਿੱਚ ΔH = x ਹੈ,

ਫਿਰ ਉਲਟ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ:
B → A ਵਿੱਚ ΔH = −x ਹੈ।

ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਸਧਾਰਨ ਜਾਪਦਾ ਹੈ, ਫਿਰ ਵੀ ਇਹ ਬੁਨਿਆਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਦਾਅਵਾ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਊਰਜਾ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਇੱਕ ਅਵਸਥਾ ਸਮਰੂਪਤਾ ਦੀ ਪਾਲਣਾ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ: ਜੇਕਰ A ਤੋਂ B ਤੱਕ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਛੱਡੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ B ਤੋਂ A ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਜਾਣ ਲਈ ਉਸੇ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸੋਖਣਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਊਰਜਾ ਚੱਕਰਾਂ ਦੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਗਰਮੀ ਇੰਜਣ, ਰੈਫ੍ਰਿਜਰੇਸ਼ਨ ਸਿਸਟਮ ਅਤੇ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਬਾਂਡ ਊਰਜਾਵਾਂ ਦੀ ਗਣਨਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ।

ਗਠਨ ਦੀ ਐਂਥਲਪੀ ਅਤੇ ਬਲਨ ਦੀ ਐਂਥਲਪੀ

ਥਰਮੋਕੈਮੀਕਲ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਲਈ, ਵਿਗਿਆਨੀ ਕਈ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਮਿਆਰੀ ਐਂਥਲਪੀ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ:

1. ਗਠਨ ਦੀ ਮਿਆਰੀ ਐਂਥਲਪੀ (ΔHf°)
ਇਹ ਐਂਥਲਪੀ ਤਬਦੀਲੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦਾ 1 ਮੋਲ ਇਸਦੇ ਤੱਤਾਂ ਤੋਂ ਮਿਆਰੀ ਹਾਲਤਾਂ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 1 atm ਅਤੇ 25°C) ਦੇ ਅਧੀਨ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਮੁੱਲ ਇੱਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ΔH ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ "ਬਿਲਡਿੰਗ ਬਲਾਕ" ਹੈ।

2. ਬਲਨ ਦੀ ਮਿਆਰੀ ਐਂਥਲਪੀ (ΔHc°)
ਇਹ ਐਂਥਲਪੀ ਤਬਦੀਲੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿਸੇ ਪਦਾਰਥ ਦਾ 1 ਮੋਲ ਆਕਸੀਜਨ ਵਿੱਚ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੜ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਬਲਨ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ΔHc° ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਗਠਨ ਡੇਟਾ ਦੇ ਐਂਥਲਪੀ ਨਾਲ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਐਂਥਲਪੀ ਬਦਲਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ:

Δਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ = Σ(ΔHf° ਉਤਪਾਦ) − Σ(ΔHf° ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ)

ਇਹ ਫਾਰਮੂਲਾ ਅਕਸਰ ਭੌਤਿਕ ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਜਦੋਂ ਲਗਭਗ-ਮਿਆਰੀ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਕੈਲੋਰੀਮੈਟਰੀ: ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਮਾਪਣਾ ਹੈ

ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਨਿਯਮ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਸਿਧਾਂਤਕ ਹਨ ਬਲਕਿ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੀ ਪਰਖੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਲਈ ਮੁੱਖ ਤਕਨੀਕ ਕੈਲੋਰੀਮੈਟਰੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਕੈਲੋਰੀਮੀਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਗਰਮੀ ਦੇ ਵਟਾਂਦਰੇ ਦਾ ਮਾਪ ਹੈ।

ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਕੈਲੋਰੀਮੈਟਰੀ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ , ਕਿਸੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੁਆਰਾ ਛੱਡੀ ਗਈ ਜਾਂ ਸੋਖੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੇ ਪਾਣੀ ਜਾਂ ਹੋਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਬਦਲ ਦੇਵੇਗੀ। ਮੂਲ ਸਬੰਧ ਇਹ ਹੈ:

Q = mc ΔT

ਨਾਲ:
– Q = ਗਰਮੀ (ਜੂਲ)
– m = ਪੁੰਜ (ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਜਾਂ ਗ੍ਰਾਮ)
– c = ਖਾਸ ਤਾਪ (J/kg·K ਜਾਂ J/g·°C)
– ΔT = ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ

ਇੱਕ ਬੰਬ ਕੈਲੋਰੀਮੀਟਰ ਵਿੱਚ, ਬਲਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਇੱਕ ਬੰਦ ਕੰਟੇਨਰ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਆਇਤਨ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ (ΔU) ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਨਾਲ ਵਧੇਰੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ, ਪਰ ਜੇਕਰ ਲੋੜ ਹੋਵੇ ਤਾਂ ਇਸਨੂੰ ΔH ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਅਸਲ ਜ਼ਿੰਦਗੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਸੰਗਿਕਤਾ

ਲਾਗੂ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦਾ ਵਿਆਪਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੈ। ਊਰਜਾ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਬਾਲਣ ਦੇ ਕੈਲੋਰੀਫਿਕ ਮੁੱਲ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਬਿਜਲੀ ਉਤਪਾਦਨ, ਵਾਹਨ ਇੰਜਣਾਂ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ , ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੱਸਦੀ ਹੈ ਕਿ ਸੀਮਿੰਟ, ਸਟੀਲ, ਜਾਂ ਵਸਰਾਵਿਕਸ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਦੀ ਲੋੜ ਕਿਉਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਵਾਤਾਵਰਣ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ, ਬਲਨ ਦੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਗ੍ਰੀਨਹਾਊਸ ਗੈਸ ਨਿਕਾਸ ਅਤੇ ਗਲੋਬਲ ਵਾਰਮਿੰਗ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਰਣਨੀਤੀਆਂ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ।

ਜੀਵ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਵੀ, ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੱਸਦੀ ਹੈ ਕਿ ਸਰੀਰ ਪਾਚਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਰਾਹੀਂ ਭੋਜਨ ਤੋਂ ਊਰਜਾ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਹਨ।

ਬੰਦ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ

ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਨਿਯਮ ਦਾਅਵਾ ਕਰਦੇ ਹਨ ਕਿ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਭੌਤਿਕ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਹਮੇਸ਼ਾ ਮਾਪਣਯੋਗ ਊਰਜਾ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ, ਹੇਸ ਦੇ ਨਿਯਮ ਅਤੇ ਲਾਵੋਇਸੀਅਰ-ਲੈਪਲੇਸ ਨਿਯਮ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਅਸੀਂ ਕੁਦਰਤੀ ਵਰਤਾਰਿਆਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕਰਨ ਲਈ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੀਆਂ ਤਾਪਾਂ ਦੀ ਗਣਨਾ ਅਤੇ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਥਰਮੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਸਿਰਫ਼ ਫਾਰਮੂਲਿਆਂ ਦਾ ਸੰਗ੍ਰਹਿ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਇੱਕ ਵਿਗਿਆਨਕ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਹੈ ਜੋ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਹਰ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਊਰਜਾ "ਲਾਗਤ" ਜਾਂ "ਉਪਜ" ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਨਿਯਮਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਵਿਚਕਾਰ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਬੁਨਿਆਦੀ ਨੀਂਹ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ।

ਜੇ ਤੁਸੀਂ ਚਾਹੋ, ਤਾਂ ਮੈਂ ਹੇਸ ਦੇ ਨਿਯਮ ਜਾਂ ΔHf° ਡੇਟਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ΔH ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਜੋੜ ਸਕਦਾ ਹਾਂ, ਜੋ ਕਿ ਕਦਮਾਂ ਨਾਲ ਪੂਰੀ ਹੈ।