Definice entalpie v chemii a fyzice

Enthalpy je termodynamická vlastnost systému. Je to součet vnitřní energie přidané do produktu tlaku a objemu systému. Odráží schopnost vykonávat nemechanickou práci a schopnost uvolnění teplo.

Enthalpy se označuje jako H; specifická entalpie označovaná jako h. Běžnými jednotkami používanými k vyjádření entalpie jsou joule, kalorie nebo BTU (British Thermal Unit.) Entalpie v škrtícím procesu je konstantní.

Změna entalpie se počítá spíše než entalpie, částečně proto, že celkovou entalpii systému nelze měřit, protože není možné znát nulový bod. Je však možné měřit rozdíl v entalpii mezi jednotlivými státy. Změnu entalpie lze vypočítat za podmínek konstantního tlaku.

Jedním příkladem je hasič, který je na žebříku, ale kouř zakryl výhled na zem. Nevidí, kolik příček je pod ním na zemi, ale vidí, že jsou tři příčky k oknu, kde je třeba člověka zachránit. Stejným způsobem nelze měřit celkovou entalpii, ale změna entalpie (tři žebříkové příčky) může být měřena.

H = E + PV

kde H je entalpie, E je vnitřní energie systému, P je tlak a V je objem

d H = T d S + P d PROTI

• Měření změny entalpie nám umožňuje určit, zda byla reakce endotermická (absorbované teplo, pozitivní změna entalpie) nebo exotermická (uvolněné teplo, negativní změna entalpie).
• Používá se k výpočtu reakčního tepla chemického procesu.
• Změna entalpie se používá k měření tepelného toku v kalorimetrie.
• Měří se, aby se vyhodnotil škrticí proces nebo Joule-Thomsonova expanze.
• Enthalpy se používá pro výpočet minimálního výkonu kompresoru.
• Ke změnám entalpie dochází během změny stavu hmoty.
• V tepelném inženýrství existuje mnoho dalších aplikací entalpie.

Teplo tavení ledu a odpařování vody můžete použít k výpočtu změny entalpie, když se led rozpustí v kapalinu a kapalina se změní na páru.

teplo fúze ledu je 333 J / g (což znamená, že se 333 J absorbuje, když se rozpustí 1 gram ledu) vypařování kapalné vody při 100 ° C je 2257 J / g.

Část A: Vypočítejte změna entalpie, AH, pro tyto dva procesy.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
Část B: Pomocí vypočtených hodnot najděte počet gramů ledu, který můžete roztavit pomocí 0,800 kJ tepla.

Řešení
A. Teplo roztavení a odpařování je v joulech, takže první věcí, kterou musíte udělat, je převést na kilojouly. Za použití periodická tabulka, víme, že 1 mol vody (H₂O) je 18,02 g. Proto:
fúze AH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fúze AH = 6,00 x 10³ J
fúze AH = 6,00 kJ
odpařování AH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
odpařování AH = 4,07 x 10⁴ J
odpařování AH = 40,7 kJ
Dokončené termochemické reakce jsou tedy:
H₂O (s) → H₂O (l); AH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); AH = +40,7 kJ
B. Teď víme, že:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Pomocí tohoto konverzního faktoru:
0,800 kJ x 18,02 g ledu / 6,00 kJ = 2,40 g roztaveného ledu

A. H₂O (s) → H₂O (l); AH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); AH = +40,7 kJ

B. 2,40 g roztaveného ledu