Enthalpy definition i kemi og fysik

Enthalpy er en termodynamisk egenskab ved et system. Det er summen af ​​den interne energi, der føjes til produktet af systemets tryk og volumen. Det afspejler kapaciteten til at udføre ikke-mekanisk arbejde og kapaciteten til at frigøre varme.

Enthalpy betegnes som H; specifik entalpi betegnet som h. Almindelige enheder, der bruges til at udtrykke entalpi, er joule, kalorieindhold eller BTU (britisk termisk enhed.) Enthalpy i en throttling-proces er konstant.

Ændring i entalpi beregnes snarere end entalpi, delvis fordi total entalpi af et system ikke kan måles, da det er umuligt at kende nulpunktet. Det er imidlertid muligt at måle forskellen i entalpi mellem en tilstand og en anden. Enthalpy ændring kan beregnes under betingelser med konstant tryk.

Et eksempel er en brandmand, der er på en stige, men røg har tilsløret hans syn på jorden. Han kan ikke se, hvor mange trin der er under ham til jorden, men kan se, at der er tre trin i vinduet, hvor en person skal reddes. På samme måde kan total entalpi ikke måles, men ændringen i entalpi (tre stigeregler) kan.

H = E + PV

hvor H er entalpi, E er intern energi i systemet, P er tryk, og V er volumen

d H = T d S + P d V

• Måling af ændringen i enthalpi giver os mulighed for at bestemme, om en reaktion var endotermisk (absorberet varme, positiv ændring i entalpi) eller eksotermisk (frigivet varme, en negativ ændring i enthalpi).
• Det bruges til at beregne reaktionsvarmen ved en kemisk proces.
• Ændring i enthalpi bruges til at måle varmestrømmen ind kalorimetri.
• Det måles for at evaluere en throttling-proces eller Joule-Thomson-udvidelse.
• Enthalpy bruges til at beregne mindste effekt for en kompressor.
• Enthalpy ændring sker under en ændring i sagenes tilstand.
• Der er mange andre anvendelser af entalpi inden for termoteknik.

Du kan bruge fusionsvarmen til is og fordamper varmen af ​​vand til at beregne entalpiændringen, når isen smelter til en væske, og væsken bliver til en damp.

Det fusionsvarme is er 333 J / g (hvilket betyder, at 333 J absorberes, når 1 gram is smelter.) Varmen på fordampning flydende vand ved 100 ° C er 2257 J / g.

Del A: Beregn ændring i entalpi, ΔH, for disse to processer.

H₂O (r) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
Del B: Brug det antal, du har beregnet, og find det antal gram is, du kan smelte ved hjælp af 0,800 kJ varme.

Løsning
EN. Varme af fusion og fordampning er i joule, så den første ting at gøre er at konvertere til kilojoules. Bruger periodiske system, vi ved, at 1 mol vand (H₂O) er 18,02 g. Derfor:
fusion ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fusion ΔH = 6,00 x 10³ J
fusion ΔH = 6,00 kJ
fordampning ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
fordampning ΔH = 4,07 x 10⁴ J
fordampning ΔH = 40,7 kJ
Så de afsluttede termokemiske reaktioner er:
H₂O (r) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Nu ved vi, at:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (r) ~ 6,00 kJ
Brug af denne konverteringsfaktor:
0,800 kJ x 18,02 g is / 6,00 kJ = 2,40 g is smeltet

EN. H₂O (r) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ

B. 2,40 g is smeltet