Tulafono Fa'avevela i le Fisiki
O le Thermochemistry o se lala o le saienisi e suʻesuʻeina le sootaga i le va o tali faʻakemikolo (poʻo suiga faaletino i se mea) ma le malosi faʻavevela e o faʻatasi ma ia (vevela). I le tulaga o le fisiki, o le thermochemistry e avea o se alalaupapa taua i le va o manatu o le malosi, vevela, galuega, ma suiga i le tulaga o mea. A tupu se tali, e le "foliga mai" pe "mou ese" le malosi e aunoa ma se faʻailoga. E naʻo le suia o le foliga o le malosi: mai le malosi faʻakemikolo i le vevela, poʻo le faʻafeagai—e mitiia le vevela e faʻatino ai suiga faʻakemikolo. O mataupu faavae e pulea ai lenei mea o loʻo aoteleina i tulafono o le thermochemistry, lea e avea ma faʻavae mo le fuafuaina o vevela o tali, lelei o le malosi, ma e oʻo lava i le mamanuina o faiga faʻapisinisi.
Manatu Fa'avae : Faiga, Siosiomaga, ma le Vevela o le Tali Atu
Ina ia malamalama i tulafono o le thermochemistry, o le mea muamua e tatau ona malamalama i ai o faʻamatalaga o le faiga ma mea o siomia ai. O se faiga o le vaega lea o le atulaulau o loʻo tatou suʻesuʻeina—mo se faʻataʻitaʻiga, o mea o loʻo tali atu i totonu o se ipu. O mea o siomia ai o mea uma ia i fafo atu o le faiga. O le fesuiaiga o le malosi i le va o se faiga ma ona mea o siomia ai e masani ona tupu i le tulaga o le vevela.
O le vevela o le tali atu e masani ona faʻaalia o le suiga i le enthalpy, e faʻatusalia e le ΔH. O le Enthalpy o se aofaʻiga thermodynamic e fai ma sui o le "malosi o le malosi" o se faiga i le mamafa faifai pea, ma e matua aoga lava aua e tele tali atu e tutupu i le mamafa o le ea . I se tulaga lautele:
– Afai e fa'asa'oloto e le faiga le vevela i mea o lo'o siomia ai, o le tali e fa'avevela ese ma e le lelei le ΔH (ΔH < 0). – Afai e mitiia e le faiga le vevela mai mea o lo'o siomia ai, o le tali e fa'avevela ese ma e lelei le ΔH (ΔH > 0).
O se faʻataʻitaʻiga faigofie o se tali faʻavevela (exothermic reaction) o le mu lea o le suauʻu, ae o se faʻataʻitaʻiga o se tali faʻavevela (endogenmic reaction) o le faagasologa o le photosynthesis (lea e manaʻomia ai le malosi mai le susulu o le la).
O le Tulafono o le Faasaoina o le Malosiaga o le Faavae o le Thermochemistry
O loo i tua atu o tulafono uma o le thermochemistry o loo taoto ai se mataupu faavae tele o le fisiki: o le Tulafono o le Faasaoina o le Malosiaga, lea e avea ma totonugalemu o le Tulafono Muamua o le Thermodynamics. O lenei tulafono o loo ta’u mai ai e le mafai ona foafoaina pe faaleagaina le malosi, ua na o le suia o le foliga. I le fa’ailoga thermodynamic, o le suiga i le malosi i totonu (ΔU) e feso’ota’i ma le vevela (Q) ma le galuega (W) e ala i:
ΔU = Q − W
E ono fesuisuia’i le fa’ailoga ma le fa’auigaga o le galuega e fa’atatau i tu ma aga masani, ae e tutusa lava le manatu autū: afai e maua e se faiga le vevela, e ono fa’ateleina lona malosi i totonu; afai e galue le faiga i mea o siomia ai, e ono fa’aitiitia lona malosi i totonu. I le tele o mataupu fa’akemikolo—aemaise lava i le mamafa tumau—e masani ona fa’aaogaina le enthalpy (H), o lea e tutusa ai le vevela i le mamafa tumau ma le ΔH.
Faatasi ai ma lenei faavae, o le thermochemistry e le gata ina vaai i tali atu o ni suiga i meafaitino, ae o ni suiga foi i le malosi e mafai ona fuafuaina ma le sa'o.
Tulafono a Hess: E Tutoatasi le Vevela o le Tali Mai le Ala
O se tasi o tulafono sili ona tāua o le thermochemistry o le Tulafono a Hess. O lenei tulafono o loʻo taʻu mai ai o le suiga atoa o le enthalpy o se tali atu e faʻalagolago lava i tulaga muamua ma le tulaga mulimuli, ae le o le auala o le tali atu. O lona uiga afai e mafai ona tupu se tali atu i ni laasaga se tele, o le aofaʻi o le vevela (ΔH) e gaosia pe mitiia o le a tutusa ma le vevela o le tali atu tuusaʻo, pe afai e tutusa mea e tali atu ai ma oloa mulimuli.
I le fa'a-matematika, afai e mafai ona vaevaeina le tali A → B i ni:
– A → C (ΔH₁)
– C → B (ΔH₂)
o lea la:
ΔH aofaʻi = ΔH₁ + ΔH₂
E aogā le Tulafono a Hess auā e faigata ona fuaina sa'o le vevela o le tali i le tele o tali. I le vaevaeina o le tali i ni laasaga e maua ai fa'amatalaga, e mafai ona tatou fuafuaina le ΔH i se auala lē tuusa'o. I le fisiki fa'aoga ma fa'apisinisi, e fesoasoani lenei tulafono e vavalo ai mana'oga o le malosi o faiga fa'akemikolo, e pei o le gaosiga o le ammonia, fa'amamāina o u'amea, ma e o'o lava i tali i maa.
Tulafono a Lavoisier–Laplace: O Tali Fa'afeagai e iai le ΔH o le Fa'ailoga Fa'afeagai
O le isi tulafono taua o le thermochemical o le Tulafono a Lavoisier–Laplace, lea e taʻu mai ai o le vevela o le tali atu o le tasi faiga e tutusa le tele ae e faafeagai le faailoga ma le vevela o le tali atu faafeagai. I se isi faaupuga:
Afai o le tali atu:
A → B e iai le ΔH = x,
ona sosoo ai lea ma le tali faafeagai:
B → A e iai le ΔH = −x.
E foliga faigofie lenei mataupu faavae, ae e taua tele. O loʻo faʻamaonia ai o suiga o le malosi e mulimuli i se tulaga tutusa: afai e faʻasaʻolotoina se aofaʻiga patino o le malosi mai le A i le B, e tatau ona mitiia le aofaʻiga tutusa o le malosi e toe foʻi mai le B i le A. O lenei mataupu faavae e faʻaaogaina i le auʻiliʻiliga o taʻamilosaga o le malosi, e aofia ai afi vevela, faiga faʻamālūlūina, ma le fuafuaina o malosiaga o le fusifusia i totonu o molelaʻau.
Enthalpy o le Fausiaina ma le Enthalpy o le Mu
Mo le faafaigofieina o fuafuaga fa'avevela, ua fa'amatalaina e saienitisi ni ituaiga o enthalpies masani:
1. Enthalpy masani o le fausiaina (ΔHf°)
O le suiga lea o le enthalpy pe a fausia le 1 mole o se vailaʻau mai ona elemene i lalo o tulaga masani (e masani lava 1 atm ma le 25°C). O lenei tau o le "poloka faufale" i le fuafuaina o le ΔH o se tali atu.
2. Enthalpy masani o le mu (ΔHc°)
O le suiga o le enthalpy pe a susunuina atoa le 1 mole o se mea i le okesene. O le mu e masani lava ona exothermic, o lea e masani ona leaga le ΔHc°.
Faatasi ai ma le enthalpy o faamatalaga o le fausaga, e mafai ona fuafuaina le suiga o le enthalpy o le tali atu e ala i:
ΔHreaction = Σ(ΔHf° product) − Σ(ΔHf° reactant)
E masani ona faʻaaogaina lenei fua faʻatatau i le kemisi faʻaletino ma le fisiki faʻakemikolo, aemaise lava pe a suʻesuʻeina tali atu i lalo o tulaga e toetoe lava a masani.
Calorimetry: Auala e Fua ai le Vevela o le Tali
O tulafono o le thermochemistry e le gata e fa'atatau i mataupu tau mafaufau ae e mafai fo'i ona fa'ata'ita'iina i fa'ata'ita'iga. O le metotia autu mo le fuaina o le vevela o le tali atu o le calorimetry, o le fuaina lea o le fesuiaiga o le vevela e fa'aaoga ai le calorimeter.
I se fa'ata'ita'iga faigofie o le calorimetry , o le vevela e fa'asa'olotoina pe mitiia e se tali atu o le a suia ai le vevela o le vai o lo'o siomia ai po'o isi mea. O le sootaga autū e fa'apea:
Q = mc ΔT
faatasi ai ma:
– Q = vevela (Joules)
– m = mamafa (kg po'o le g)
– c = vevela fa'apitoa (J/kg·K po'o J/g·°C)
– ΔT = suiga o le vevela
I totonu o se calorimeter pomu, o le tali atu o le mu e faia i totonu o se pusa tapuni, ma faatumauina ai se voluma e le suia. E sili atu ona fesootaʻi lea ma le suiga o le malosiaga i totonu (ΔU), ae e mafai ona liua i le ΔH pe a manaʻomia.
Taua i le Fisiki ma le Olaga Moni
E iai se aafiaga lautele o le Thermochemistry i le fisiki fa'aaogaina. I le matata o le malosi, e fesoasoani e fuafua ai le taua o le kalori o suau'u, lea e taua tele mo le gaosiga o le eletise, afi ta'avale, ma le iloiloga o le lelei o le malosi. I le saienisi o meafaitino , e fa'amatala e le thermochemistry pe aisea e mana'omia ai e nisi o tali i le gaosiga o sima, u'amea, po'o seramika le vevela maualuga ma le tele o le malosi. I le matata o le siosiomaga, o le fuafuaina o le vevela o le mu e taua i le fa'asa'olotoina o kasa fa'avevela ma fuafuaga e fa'aitiitia ai le a'afiaga o le fa'avevela o le lalolagi.
E oʻo lava i le biology, o le thermochemistry e faʻamatalaina ai le auala e maua ai e le tino le malosi mai meaʻai e ala i gaioiga o le metabolism ia e pei o ni gaioiga faʻakemikolo exothermic e pulea faʻatonutonuina.
Fa'ato'a
O tulafono o le thermochemistry i le fisiki e faʻamaonia ai o tali faʻakemikolo ma suiga faʻaletino e fesoʻotaʻi pea ma suiga o le malosi e mafai ona fuaina. E faʻavae i luga o le faʻasaoina o le malosi, le tulafono a Hess, ma le tulafono a Lavoisier-Laplace, e mafai ona tatou fuafuaina ma vavaloina le vevela o tali, mo le malamalama i mea faʻalenatura ma le mamanuina o faiga faʻapisinisi. O le thermochemistry e le naʻo se faʻaputuga o fua faʻatatau, ae o se vaʻaiga faʻasaienisi e faʻaalia ai o suiga uma i mea e iai lava le "tau" o le malosi poʻo le "fua." O le malamalama i nei tulafono o lona uiga o le malamalama i se tasi o faʻavae autu o le fegalegaleaiga i le va o mea ma le malosi i le atulaulau.
Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou faʻaopoopoina se faʻataʻitaʻiga o le fuafuaina o le ΔH e faʻaaoga ai le Tulafono a Hess poʻo faʻamaumauga ΔHf°, faʻatasi ai ma laʻasaga.
