Definicija entalpije u kemiji i fizici

Enttalpija je termodinamičko svojstvo sistema. To je zbroj unutarnje energije dodane proizvodu tlaka i volumena sustava. Odražava sposobnost za obavljanje nemehaničkih radova i sposobnost oslobađanja toplina.

Entalpija je označena kao H; specifična entalpija označena kao h. Uobičajene jedinice koje se koriste za izražavanje entalpije su joule, kalorična ili BTU (British Thermal Unit.) Entalpija u procesu lijevanja konstantna.

Promjena entalpije izračunava se umjesto entalpije, dijelom zato što se ukupna entalpija sustava ne može mjeriti s obzirom da je nulta točka nemoguća znati. Međutim, moguće je izmjeriti razliku entalpije između jednog i drugog stanja. Promjena entalpije može se izračunati pod uvjetima konstantnog tlaka.

Jedan je primjer vatrogasca koji je na ljestvama, ali dim je zasmetao njegovom pogledu na tlo. Ne može vidjeti koliko je traka ispod njega do zemlje, ali može vidjeti da postoje tri satova do prozora gdje treba spasiti osobu. Na isti se način ukupna entalpija ne može izmjeriti, ali promjena entalpije (tri kružna ljestvica) može.

H = E + PV

gdje je H entalpija, E je unutarnja energija sustava, P je tlak, a V volumen

d H = T d S + P d V

• Mjerenje promjene entalpije omogućava nam da utvrdimo da li je reakcija bila endotermična (apsorbirana toplina, pozitivna promjena entalpije) ili egzotermična (oslobođena toplina, negativna promjena entalpije.)
• Koristi se za izračunavanje topline reakcije kemijskog procesa.
• Promjena entalpije koristi se za mjerenje protoka topline u kalorimetrija.
• Mjeri se za procjenu postupka prigušivanja ili Joule-Thomson ekspanzije.
• Entalpija se koristi za proračun minimalne snage za kompresor.
• Promjena entalpije događa se tijekom promjene stanja materije.
• Postoje mnoge druge primjene entalpije u toplinskom inženjerstvu.

Možete koristiti toplinu fuzije leda i toplinu isparavanja vode za izračunavanje promjene entalpije kada se led otopi u tekućinu, a tekućina se pretvori u paru.

toplina fuzije leda je 333 J / g (što znači da se 333 J apsorbira kada se 1 gram leda otopi.) Toplina isparavanje tekuće vode pri 100 ° C iznosi 2257 J / g.

Dio A: Izračunajte promjena entalpije, ΔH, za ova dva procesa.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
Dio B: Pomoću izračunatih vrijednosti pronađite broj grama leda koji možete otopiti pomoću 0,800 kJ topline.

Riješenje
A. Toplina fuzije i isparavanja su u džulovima, tako da prvo što treba učiniti je pretvoriti u kilodžule. Koristiti periodni sustav elemenata, znamo da 1 mol vode (H₂0) je 18,02 g. Stoga:
fuzija ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fuzija ΔH = 6,00 x 10³ J
fuzija ΔH = 6,00 kJ
isparavanje ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
isparavanje ΔH = 4,07 x 10⁴ J
isparavanje ΔH = 40,7 kJ
Dakle, završene termokemijske reakcije su:
H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Sada znamo da:
1 mol H₂0 (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Upotreba ovog faktora konverzije:
0.800 kJ x 18.02 g leda / 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. Rastopljeno je 2,40 g leda