Enthalpy definition i kemi och fysik

Enthalpy är en termodynamisk egenskap hos ett system. Det är summan av den interna energin som läggs till produkten för systemets tryck och volym. Det återspeglar förmågan att utföra icke-mekaniskt arbete och kapaciteten att släppa värme.

Enthalpy betecknas som H; specifik entalpi betecknad som h. Vanliga enheter som används för att uttrycka entalpi är joule, kalori eller BTU (British Thermal Unit.) Enthalpy i en gasprocess är konstant.

Förändring i entalpi beräknas snarare än entalpi, delvis för att systemets totala entalpi inte kan mätas eftersom det är omöjligt att veta nollpunkten. Det är emellertid möjligt att mäta skillnaden i entalpi mellan ett tillstånd och ett annat. Enthalpy förändring kan beräknas under förhållanden med konstant tryck.

Ett exempel är på en brandman som befinner sig på en stege, men röken har dold hans syn på marken. Han kan inte se hur många spolar som ligger under honom honom till marken, men kan se att det finns tre spolar till fönstret där en person måste räddas. På samma sätt kan total entalpi inte mätas, men förändring i entalpi (tre stagspolar) kan.

Enthalpy formler

H = E + PV

där H är entalpi, E är systemets inre energi, P är tryck och V är volym

d H = T d S + P d V

Vad är vikten av Enthalpy?

• Att mäta förändringen i enthalpi gör det möjligt för oss att avgöra om en reaktion var endotermisk (absorberad värme, positiv förändring i entalpi) eller exotermisk (frisatt värme, en negativ förändring i entalpi).
• Det används för att beräkna reaktionsvärmen för en kemisk process.
• Förändring i entalpi används för att mäta värmeflödet i kalorimetri.
• Det mäts för att utvärdera en strypningsprocess eller Joule-Thomson-expansion.
• Enthalpy används för att beräkna minsta effekt för en kompressor.
• Enthalpy förändring inträffar under en förändring i materiens tillstånd.
• Det finns många andra tillämpningar av entalpi inom termoteknik.

Exempel Förändring i entalpyberäkning

Du kan använda smältvärmen av is och förångningsvärme för vatten för att beräkna entalpinförändringen när is smälter till en vätska och vätskan förvandlas till en ånga.

Smältvärmen av is är 333 J / g (vilket betyder 333 J absorberas när 1 gram is smälter.) Förångningsvärmen av flytande vatten vid 100 ° C är 2257 J / g.

Del A: Beräkna förändringen i entalpi, ΔH, för dessa två processer.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = ?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = ?
Del B: Med hjälp av de beräknade värdena kan du hitta antalet gram is du kan smälta med 0,800 kJ värme.

Lösning
EN. Uppvärmningens värme och förångning är i joule, så det första du behöver göra är att konvertera till kilojoules. Med hjälp av det periodiska systemet vet vi att 1 mol vatten (H₂O) är 18,02 g. Därför:
fusion ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fusion ΔH = 6,00 x 10³ J
fusion ΔH = 6,00 kJ
förångning ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
förångning ΔH = 4,07 x 10⁴ J
förångning AH = 40,7 kJ
Så de avslutade termokemiska reaktionerna är:
H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Nu vet vi att:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Med hjälp av denna konverteringsfaktor:
0,800 kJ x 18,02 g is / 6,00 kJ = 2,40 g is smält

Svar

EN. H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ

B. 2,40 g is smält