Kimya ve Fizikte Entalpi Tanımı

Entalpi bir sistemin termodinamik özelliğidir. Sistemin basıncının ve hacminin ürününe eklenen iç enerjinin toplamıdır. Mekanik olmayan iş yapma kapasitesini ve serbest bırakma kapasitesini yansıtır sıcaklık.

Entalpi şu şekilde gösterilir: 'H; olarak belirtilen özel entalpi h. Entalpiyi ifade etmek için kullanılan yaygın birimler joule, kalori veya BTU'dur (İngiliz Termal Birimi.) Kısma işleminde entalpi sabittir.

Entalpi değişikliği entalpi yerine hesaplanır, çünkü kısmen bir sistemin toplam entalpisi ölçülemez, çünkü sıfır noktasını bilmek imkansızdır. Bununla birlikte, bir durum ile diğeri arasındaki entalpi arasındaki farkı ölçmek mümkündür. Entalpi değişikliği sabit basınç koşulları altında hesaplanabilir.

Bir örnek, merdivende bulunan bir itfaiyecidir, ancak duman zemine bakışını gizlemiştir. Altında kaç basamak bulunduğunu göremiyor ama pencerede bir kişinin kurtarılması gereken üç basamak olduğunu görebiliyor. Aynı şekilde, toplam entalpi ölçülemez, ancak entalpi (üç merdiven basamağı) değişikliği yapılabilir.

H = E + PV

burada H entalpisi, E sistemin iç enerjisi, P basınç ve V hacim

d H = T d S + P d V

• Entalpideki değişikliğin ölçülmesi, bir reaksiyonun endotermik (emilen ısı, entalpide pozitif değişiklik) veya ekzotermik (salınan ısı, entalpide negatif bir değişiklik olup olmadığını) belirlememizi sağlar.
• Kimyasal bir işlemin reaksiyon ısısını hesaplamak için kullanılır.
• Entalpi değişikliği ısı akışını ölçmek için kullanılır. kalorimetri.
• Bir azaltma işlemini veya Joule-Thomson genişlemesini değerlendirmek için ölçülür.
• Entalpi, bir kompresör için minimum gücü hesaplamak için kullanılır.
• Entalpi değişikliği maddenin durumundaki bir değişiklik sırasında meydana gelir.
• Isı mühendisliğinde entalpinin başka uygulamaları da vardır.

Buz bir sıvıya dönüştüğünde ve sıvı bir buhara dönüştüğünde entalpi değişimini hesaplamak için buzun kaynaşma ısısını ve suyun buharlaşma ısısını kullanabilirsiniz.

füzyon ısısı buz 333 J / g'dir (yani 1 gram buz eridiğinde 333 J emilir.) buharlaştırma 100 ° C'de sıvı su, 2257 J / g'dir.

Bölüm A: Hesapla entalpi değişikliği, ΔH, bu iki işlem için.

'H₂O (s) → H₂O (I); =H =?
'H₂O (l) → H₂O (g) olarak; =H =?
Bölüm B: Hesapladığınız değerleri kullanarak, 0.800 kJ ısı kullanarak eritebileceğiniz gram buz sayısını bulun.

Çözüm
A. Füzyon ve buharlaşma ısıları joule'dedir, bu yüzden yapılacak ilk şey kilojoule dönüştürmektir. Kullanmak periyodik tablo, biliyoruz ki 1 su köstebek (H₂O) 18.02 g'dir. Bu nedenle:
füzyon ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
füzyon ΔH = 6,00 x 10³ J
füzyon ΔH = 6,00 kJ
buharlaşma ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
buharlaşma ΔH = 4,07 x 10⁴ J
buharlaşma ΔH = 40.7 kJ
Böylece tamamlanmış termokimyasal reaksiyonlar:
'H₂O (s) → H₂O (I); =H = +6.00 kJ
'H₂O (l) → H₂O (g) olarak; ΔH = +40,7 kJ
B. Şimdi biliyoruz ki:
1 mol H₂O (s) = 18.02 gH₂O (s) ~ 6,00 kJ
Bu dönüşüm faktörünü kullanarak:
0.800 kJ x 18.02 g buz / 6.00 kJ = 2.40 g buz erimiş

A. 'H₂O (s) → H₂O (I); =H = +6.00 kJ

'H₂O (l) → H₂O (g) olarak; ΔH = +40,7 kJ

B. 2.40 g buz erimiş