Definicija entalpije v kemiji in fiziki

Enttalpija je termodinamična lastnost sistema. To je vsota notranje energije, dodane proizvodu tlaka in prostornine sistema. Odraža zmogljivost nemehanskih del in sposobnost sproščanja toplota.

Entalpija je označena kot H; specifična entalpija, označena kot h. Pogoste enote, ki se uporabljajo za izražanje entalpije, so joule, kalorij ali BTU (British Thermal Unit.) Entalpija pri postopku drobljenja je konstantna.

Spremembe entalpije se izračunajo namesto entalpije, deloma tudi zato, ker popolne entalpije sistema ni mogoče izmeriti, ker ni mogoče vedeti ničelne točke. Vendar pa je mogoče izmeriti razliko v entalpiji med enim in drugim stanjem. Spremembo entalpije se lahko izračuna pod pogoji konstantnega tlaka.

En primer je gasilca, ki je na lestvi, dim pa je zasenčil pogled na tla. Ne vidi, koliko tračkov je pod njim do tal, vendar lahko vidi, da so tri okna do okna, kjer je treba rešiti človeka. Na enak način ni mogoče izmeriti celotne entalpije, vendar lahko sprememba entalpije (tri lestve).

H = E + PV

kjer je H entalpija, E je notranja energija sistema, P je tlak in V volumen

d H = T d S + P d V

• Merjenje spremembe entalpije nam omogoča, da ugotovimo, ali je bila reakcija endotermična (absorbirana toplota, pozitivna sprememba entalpije) ali eksotermična (sproščena toplota, negativna sprememba entalpije.)
• Uporablja se za izračun toplote reakcije kemičnega procesa.
• Sprememba entalpije se uporablja za merjenje pretoka toplote v kalorimetrija.
• Merimo ga tako, da ocenimo postopek drobljenja ali Joule-Thomson ekspanzijo.
• Za izračun minimalne moči kompresorja se uporablja entalpija.
• Do spremembe entalpije pride med spremembo stanja snovi.
• V termičnem inženirstvu obstaja veliko drugih aplikacij entalpije.

Lahko uporabite toploto zlitja ledu in toploto uparjanja vode, da izračunate spremembo entalpije, ko se led stopi v tekočino in tekočina preide v hlap.

The toplina fuzije ledu je 333 J / g (kar pomeni, da se 333 J absorbira, ko se stopi 1 gram ledu.) Vročina uparjanje tekoče vode pri 100 ° C znaša 2257 J / g.

Del A: Izračunaj sprememba entalpije, ΔH, za ta dva procesa.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
Del B: Z izračunatimi vrednostmi poiščite število gramov ledu, ki ga lahko stopite z 0,800 kJ toplote.

Rešitev
A. Segrevanje in uparjanje je v džulih, zato je treba najprej pretvoriti v kilodžule. Uporabljati periodična tabela, vemo, da 1 mol vode (H)₂0) je 18,02 g. Zato:
fuzija ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fuzija ΔH = 6,00 x 10³ J
fuzija ΔH = 6,00 kJ
vaporizacija ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
vaporizacija ΔH = 4,07 x 10⁴ J
uparjanje ΔH = 40,7 kJ
Torej zaključene termokemijske reakcije so:
H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Zdaj vemo, da:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Uporaba tega faktorja pretvorbe:
0,800 kJ x 18,02 g ledu / 6,00 kJ = 2,40 g leda

A. H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ

B. Stopljeno 2,40 g ledu