Enthalpy Definisjon i kjemi og fysikk

Enthalpy er en termodynamisk egenskap til et system. Det er summen av den interne energien som tilsettes produktet av trykket og volumet til systemet. Det gjenspeiler kapasiteten til å utføre ikke-mekanisk arbeid og kapasiteten til å frigjøre varme.

Enthalpy er betegnet som H; spesifikk entalpi betegnet som h. Vanlige enheter som brukes til å uttrykke entalpi er joule, kalori eller BTU (British Thermal Unit.) Enthalpy i en gassprosess er konstant.

Endring i entalpi beregnes i stedet for entalpi, delvis fordi total entalpi av et system ikke kan måles, siden det er umulig å vite nullpunktet. Imidlertid er det mulig å måle forskjellen i entalpi mellom en tilstand og en annen. Enthalpy endring kan beregnes under forhold med konstant trykk.

Et eksempel er en brannmann som er på en stige, men røyken har tilslørt synet på bakken. Han kan ikke se hvor mange trinn som er under ham til bakken, men kan se at det er tre trinn mot vinduet der en person må reddes. På samme måte kan total entalpi ikke måles, men endringen i entalpien (tre stigerengler) kan.

H = E + PV

hvor H er entalpi, E er indre energi i systemet, P er trykk, og V er volum

d H = T d S + P d V

• Å måle forandringen i entalpi gjør det mulig for oss å bestemme om en reaksjon var endotermisk (absorbert varme, positiv forandring i entalpi) eller eksotermisk (frigitt varme, en negativ forandring i entalpi.)
• Det brukes til å beregne reaksjonsvarmen til en kjemisk prosess.
• Endring i entalpi brukes til å måle varmestrømmen i kalorimetri.
• Det måles for å evaluere en strupeprosess eller Joule-Thomson utvidelse.
• Enthalpy brukes til å beregne minimumseffekt for en kompressor.
• Enthalpy endring oppstår under en endring i sakstilstanden.
• Det er mange andre anvendelser av entalpi innen termisk prosjektering.

Du kan bruke fusjonsvarmen til is og fordampingsvarmen til vann for å beregne entalpiendringen når isen smelter til en væske og væsken blir til en damp.

De fusjons varme av is er 333 J / g (som betyr at 333 J blir absorbert når 1 gram is smelter.) Varmen til fordamping flytende vann ved 100 ° C er 2257 J / g.

Del A: Beregn endring i entalpi, ΔH, for disse to prosessene.

H₂O (r) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
Del B: Ved å bruke verdiene du beregnet, finn antall gram is du kan smelte ved å bruke 0,800 kJ varme.

Løsning
EN. Varmen av fusjon og fordamping er i joule, så det første du må gjøre er å konvertere til kilojoules. Bruker periodiske tabell, vi vet at 1 mol vann (H₂O) er 18,02 g. Derfor:
fusjon ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fusjon ΔH = 6,00 x 10³ J
fusjon 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 fullførte termokjemiske reaksjonene er:
H₂O (r) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Nå vet vi at:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (r) ~ 6,00 kJ
Bruker denne konverteringsfaktoren:
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