Entalpia määratlus keemias ja füüsikas

Entalpia on süsteemi termodünaamiline omadus. See on süsteemi rõhu ja mahu korrutisele lisatud sisemise energia summa. See peegeldab võimet teha mittemehaanilisi töid ja vabastamisvõimet kuumus.

Entalpia tähistatakse kui H; spetsiifiline entalpia, tähistatud kui h. Tavalisteks entalpia väljendamiseks kasutatavateks ühikuteks on džoul, kalorikogus või BTU (British Thermal Unit). Entalpia drosselprotsessis on konstantne.

Entalpia muutus arvutatakse pigem entalpia asemel osaliselt seetõttu, et süsteemi täielikku entalpiat ei saa mõõta, kuna nullpunkti on võimatu teada saada. Siiski on võimalik mõõta entalpia erinevust ühe ja teise oleku vahel. Entalpia muutuse võib arvutada püsiva rõhu tingimustes.

Üks näide on tuletõrjuja, kes on redelil, kuid suits on varjanud tema vaadet maapinnale. Ta ei näe, mitu treppi on tema all maapinnast, kuid ta näeb, et akna juures on kolm treppi, kus inimene tuleb päästa. Samamoodi ei saa täielikku entalpiat mõõta, ent entalpia muutust (kolm redelipulka) saab.

H = E + PV

kus H on entalpia, E on süsteemi sisemine energia, P on rõhk ja V on maht

d H = T d S + P d V

• Entalpia muutuse mõõtmine võimaldab meil kindlaks teha, kas reaktsioon oli endotermiline (neeldunud kuumus, entalpia positiivne muutus) või eksotermiline (eraldunud kuumus, entalpia negatiivne muutus).
• Seda kasutatakse keemilise protsessi reaktsioonisoojuse arvutamiseks.
• Entalpia muutust kasutatakse soojusvoo mõõtmiseks kalorimeetria.
• Mõõdetakse drosselprotsessi või Joule-Thomsoni laienemise hindamiseks.
• Entalpiat kasutatakse kompressori minimaalse võimsuse arvutamiseks.
• Entalpia muutus toimub asja oleku muutuse ajal.
• Soojusenergeetikas on palju muid entalpia rakendusi.

Entalpia muutuse arvutamiseks võite kasutada jää sulamise ja vee aurustumise kuumust, kui jää sulab vedelikuks ja vedelik muutub auruks.

termotuumasüntees jää jääk on 333 J / g (see tähendab, et 1 g jää sulamisel imendub 333 J.) aurustumine vedela vee temperatuur 100 ° C juures on 2257 J / g.

A osa: Arvutage entalpia muutus, ΔH, nende kahe protsessi jaoks.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
B osa: Kasutades arvutatud väärtusi, leidke jää grammi arv, mille saate sulatada 0,800 kJ kuumuse abil.

Lahendus
A. Termotuumasünteesi ja aurustumise kuumused on džaulides, seega tuleb kõigepealt teisendada kilodžaulideks. Kasutades perioodilisustabel, me teame, et 1 mooli vett (H₂O) on 18,02 g. Seetõttu:
fusioon AH = 18,02 g x 333 J / 1 g
liitmine AH = 6,00 x 10³ J
liitmine ΔH = 6,00 kJ
aurustumine AH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
aurustumine AH = 4,07 x 10⁴ J
aurustumine ΔH = 40,7 kJ
Seega on lõppenud termokeemilised reaktsioonid:
H₂O (s) → H₂O (l); AH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); AH = +40,7 kJ
B. Nüüd teame, et:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Selle teisendusteguri kasutamine:
0,800 kJ x 18,02 g jää / 6,00 kJ = 2,40 g jää sulanud

A. H₂O (s) → H₂O (l); AH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); AH = +40,7 kJ

B. 2,40 g jää sulas