Một lúc nào đó bạn định nướng bánh
nhưng những quả chuối đã bị hỏng,
các dụng cụ đã bị gỉ,
bạn lỡ tay đổ tất cả bột nở vào lọ đựng giấm ăn,
và sau đó lò nướng của bạn nổ tung?
Bạn à, bạn và những phản ứng hoá học đều là nạn nhân của entanpi và entropy
và chúng là những đại lượng cần quan tâm.
Bây giờ, tất cả các chất phản ứng là sản phẩm.
Vậy thì những từ "E" đấy là gì, và chúng có ý nghĩa gì?
Hãy bắt đầu với Entanpi,
sự tăng hay giảm năng lượng trong quá trình phản ứng hoá học.
Mỗi phân tử có một lượng thế năng hoá học nhất định
dự trữ trong những liên kết giữa các nguyên tử với nhau.
Những hoá chất với nhiều năng lượng hơn thì kém bền hơn,
và vì vậy, phản ứng dễ dàng hơn.
Hãy hình dung sự chuyển giao năng lượng trong phản ứng,
sự cháy giữa khí hyđrô và ôxy, qua việc chơi một lượt đánh golf.
Mục tiêu của chúng ta là đưa quá bóng, chất phản ứng, lên cao một tí
và xuống một sườn dốc hơn.
Nơi mà ngọn đồi lên cao, ta cần đưa năng lượng vào quả bóng,
và khi nó đi xuống, nó cần phải toả năng lượng ra môi trường xung quanh.
Cái lỗ tượng trưng cho sản phẩm, hay kết quả của phản ứng.
Khi phản ứng kết thúc, quả bóng đã ở trong cái lỗ,
và chúng ta có sản phẩm: nước.
Phản ứng này, như khi lò nướng nổ tung, là một phản ứng toả nhiệt,
nghĩa là năng lượng cuối cùng của hoá chất thấp hơn năng lượng ban đầu của chúng,
và sự chênh lệch đã được đưa vào môi trường xung quanh
dưới dạng ánh sáng và nhiệt.
Chúng ta cũng có thể biểu diễn loại phản ứng ngược lại,
phản ứng thu nhiệt,
phản ứng mà năng lượng cuối cùng lớn hơn năng lượng bắt đầu.
Đó là thứ chúng ta cố gắng đạt được khi nướng bánh.
Nhiệt toả ra từ lò nướng sẽ thay đổi cấu trúc hoá học
của protein trong trứng và nhiều hợp chất khác trong bơ.
Đấy là entanpi.
Có thể bạn sẽ nghi ngờ,
liệu rằng phản ứng toả nhiệt có khả năng xảy ra cao hơn phản ứng thu nhiệt
bởi vì chúng cần ít năng lượng hơn.
Nhưng có một yếu tố độc lập khác có thể làm phản ứng xảy ra:
entropy.
Entropy đo sự vô trật tự của một hoá chất.
Đây là một kim tự tháp to lớn đầy những quả bóng golf.
Cấu trúc có trật tự của nó có nghĩa là nó có entropy thấp.
Tuy nhiên, khi nó đổ, chúng ta có sự hỗn loạn khắp mọi nơi,
những quả bóng nẩy lên cao và rộng.
Vì vậy mà một số thậm chí vượt qua đồi.
Chuyển sang sự kém bền, hay entropy cao hơn,
có thể cho phép phản ứng xảy ra.
Tương tự như những quả bóng golf, trong phản ứng thật
sự chuyển đổi này đưa một số chất phản ứng qua đoạn đốc
và cho phép phản ứng xảy ra.
Bạn có thể thấy cả entanpi và entropy
khi bạn đốt lửa trại để nấu bữa tối.
Diêm cung cấp đủ năng lượng
để kích hoạt phản ứng cháy toả nhiệt,
chuyển đổi vật liệu dễ cháy với năng lượng cao trong gỗ
thành khí cacbonic và nước với năng lượng thấp hơn.
Entropy cũng làm tăng tốc độ và giúp phản ứng xảy ra
bởi vì những khúc gỗ được xếp ngay ngắn
bây giờ được chuyển thành hơi nước và khí cacbonic di chuyển vô trật tự.
Năng lượng từ phản ứng toả nhiệt này
được dùng cho phản ứng thu nhiệt trong khi nấu bữa tối.
Chúc ngon miệng!