Entalpia meghatározás a kémiában és a fizikában

Az entalpia egy rendszer termodinamikai tulajdonsága. Ez a rendszer nyomásának és térfogatának szorzatához hozzáadott belső energia összege. Ez a nem mechanikus munka elvégzésére és a felszabadulásra utal hőség.

Az entalpiát a következővel jelöljük H; specifikus entalpia, amelyet: h. Az entalpia kifejezésére használt egységek a joule, a kalória vagy a BTU (British Thermal Unit.). A fojtószelep entalpia állandó.

Az entalpia változását inkább azért számítják, mint az entalpia, részben azért, mert egy rendszer teljes entalpiáját nem lehet megmérni, mivel lehetetlen megtudni a nulla pontot. Meg lehet azonban mérni az entalpia különbségét az egyes állapotok között. Az entalpiaváltozás állandó nyomás mellett kiszámítható.

Példa erre a tűzoltó, aki létrán áll, de a füst eltakarta a földre néző kilátást. Nem látja, hogy hány lépcső van a föld alatt a föld alatt, de látja, hogy az ablakon három lépcső van, ahol egy embert meg kell menteni. Ugyanígy a teljes entalpia nem mérhető, de az entalpia változása (három létrafokozat) képes.

H = E + PV

ahol H jelentése entalpia, E a rendszer belső energiája, P nyomás és V térfogata

d H = T d S + P d V

• Az entalpia változásának mérése lehetővé teszi annak meghatározását, hogy a reakció endoterm (abszorbeált hő, pozitív változás az entalpiaban) vagy exoterm (a kibocsátott hő, az entalpia negatív változása).
• A kémiai folyamat reakcióhőjének kiszámításához használják.
• Az entalpia változása a hőáramlás mérésére szolgál hőmennyiségmérés.
• Mérjük, hogy meghatározzuk a fojtási folyamatot vagy a Joule-Thomson expanziót.
• Az entalpiát használják a kompresszor minimális teljesítményének kiszámításához.
• Az entalpia megváltozása az anyag állapotának megváltozásakor következik be.
• Az entalpianak a hőtechnikában sok más alkalmazása is van.

Használhatja a jégfúziós hőt és a víz párolgásának hőjét az entalpiaváltozás kiszámításához, amikor a jég folyadékká olvad és a folyadék gőzzé válik.

Az a fúziós hő jég 333 J / g (azaz 333 J felszívódik, ha 1 gramm jég megolvad.) párologtatás folyékony víz 100 ° C-on 2257 J / g.

A. rész: Számítsa ki a az entalpia változása, ΔH, e két eljárás esetében.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH =?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH =?
B. rész: A kiszámított értékek alapján keresse meg a gramm jég mennyiségét, amelyet 0,800 kJ hővel megolvaszthat.

Megoldás
A. A fúzió és a párolgás melege joule-ban van, tehát az első lépés, hogy kilojoule-ra konvertáljuk. Használni a periódusos táblázat, tudjuk, hogy 1 mól víz (H₂O) 18,02 g. Ebből adódóan:
fúzió AH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fúzió ΔH = 6,00 x 10³ J
fúzió ΔH = 6,00 kJ
párolgás ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
párolgás ΔH = 4,07 x 10⁴ J
párolgás ΔH = 40,7 kJ
Tehát a teljes hőkémiai reakciók:
H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Most tudjuk, hogy:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Ennek a konverziós tényezőnek a felhasználásával:
0,800 kJ x 18,02 g jég / 6,00 kJ = 2,40 g jég megolvadt

A. H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ

B. 2,40 g jég megolvadt