Hvad er entalpi?
Enthalpy er den mængde varme, som et termodynamisk system frigiver eller absorberer fra omgivelserne, der omgiver det, når det er under konstant tryk, idet det termodynamiske system forstår ethvert objekt.
Inden for fysik og kemi, entalpi er en termodynamisk størrelse, hvis måleenhed er Joules (J) og er repræsenteret med bogstavet H.
Formlen til beregning af entalpi er:
H = E + PV
Hvor:
- H er entalpi.
- E er energien i det termodynamiske system.
- P er trykket fra det termodynamiske system.
- V er lydstyrken.
I denne formel er produktet af trykket ganget med volumen (PV) lig med det mekaniske arbejde, der påføres systemet.
Derfor, entalpi er lig med energien i et termodynamisk system plus det mekaniske arbejde, der påføres det.
Imidlertid kan entalpi af et system kun måles i det øjeblik, hvor der sker en energiskift. Variationen, repræsenteret af tegnet Δ, giver anledning til en ny formel:
∆H = ∆E + P∆V
Dette betyder, at ændringen i entalpi (∆H) er lig med ændringen i energi (∆E) plus det mekaniske arbejde, der påføres systemet (P∆V).
Enthalpy kommer fra græsk enthálpō, hvilket betyder at tilføje eller tilføje varme. Udtrykket blev først opfundet af den hollandske fysiker Heike Kamerlingh Onnes, vinder af Nobelprisen i fysik i 1913.
Enthalpy typer
Der er flere typer entalpi afhængigt af de involverede stoffer og processer. Når processen involverer frigivelse af energi, er det en eksoterm reaktion, mens fangsten af energi betyder, at det er en endoterm reaktion.
Baseret på ovenstående klassificeres entalpier i:
Dannelse entalpi
Det er den energi, der kræves for at danne en mol af et stof ud fra de grundstoffer, der komponerer det. Husk på, at muldvarpen er måleenheden for stof svarende til 6.023x1023 atomer eller molekyler.
Et eksempel på dannelse entalpi er foreningen af ilt (O) og brint (H) til dannelse af vand (H2O), hvis energi eller entalpi-variation (ΔH) er -285,820 KJ / mol.
Reaktionsentalpi
Det er den energi, der frigøres ved en kemisk reaktion under konstant tryk.
Et eksempel på reaktionsentalpi er dannelsen af methan (CH4) fra foreningen af carbon (C) og hydrogen (H):
C + 2H2 → CH4
Se også Kemisk reaktion.
Opløsning entalpi
Det refererer til den mængde varme, der gives op eller absorberes af et stof, når det opløses i vandig opløsning.
Et eksempel på opløsningens entalpi er hvad der sker ved opløsning af svovlsyre (H2SW4) i vand (H2ELLER). Mængden af energi, som syren frigiver, er så høj, at det er en løsning, der skal bruges med visse sikkerhedsforanstaltninger.
Neutraliserings entalpi
Det er energien, der fanges eller frigives, når en syre og en base blandes og neutraliserer hinanden.
Et eksempel på entalpi af neutralisering det er når vi blander eddikesyre (CH2COOH) med bicarbonat (NaHCO2).
Se også Syrer og baser.
Forbrændingsentalpi
Det er den energi, der frigøres, når et mol organisk stof reagerer med ilt i luften og frigiver kuldioxid (CO2).
Et eksempel på entalpi af forbrænding er den, der genereres af propangas (C3H8), som frigiver energi, der bruges som husholdningsbrændstof:
C3H8 + 5 O2 → 3CO2+ 4H2ELLER
Gratis 2.044 x 103 KJ / mol
Entalpiændringen (ΔH) = -2,044x10 3 KJ / mol
Se også Forbrænding.
Forfald entalpi
Det er den mængde varme eller energi, der frigøres, når en mol stof nedbrydes til enklere grundstoffer.
Et eksempel på entalpi af nedbrydning er når hydrogenperoxid eller hydrogenperoxid nedbrydes til dannelse af vand og ilt:
2H2ELLER2→ 2H2O + O2
96,5 KJ / mol frigives
Entalpiændringen (AH) = 96,5 KJ / mol
Opløsning entalpi
Det refererer til den mængde varme eller energi, som et stof fanger eller giver op, når der tilsættes mere vand til opløsningen.
Et eksempel på entalpi af opløsning Det er når vi tilsætter vaskemiddel i pulverform til vandet.
Se også Kemisk opløsning.
Faseændringsentalpi
Det refererer til den energiudveksling, der opstår, når et element skifter tilstand (fast, væske eller gas). I denne forstand har vi:
- Fusions entalpi: entalpiændringen i overgangen fra fast til flydende tilstand
- Enthalpi af sublimering: entalpiændringen i overgangen fra faststof til gas.
- Enthalpi af fordampning: overgangen fra væske til gas.
Et eksempel på faseændringsenthalpi Dette er hvad der sker i vandcyklussen, da vand, der går fra en væske til en gasformig eller fast tilstand (eller en af deres mulige kombinationer) frigiver eller absorberer energi. I dette tilfælde er energif.webporandringen i overgangen af vand fra væske til gas ved 100 ° C lig med 40,66 KJ / mol.
Se også:
- Endoterm reaktion.
- Eksoterm reaktion.
Hvad er entalpi for
Enthalpy bruges til nøjagtigt at måle de energivariationer, der forekommer i et system, enten på tidspunktet for optagelse eller frigivelse af energi til miljøet.
Enthalpy er et komplekst begreb inden for termodynamik, der sjældent bruges i hverdagen, da vi for eksempel ikke beregner den nødvendige energi til opvarmning af vand til te. Det er dog muligt at forstå, hvordan det fungerer med et dagligdags eksempel.
Når vi koger vand, stiger temperaturen gradvist, indtil den når kogepunktet (100 ° C). I dette tilfælde taler vi om negativ entalpi, da det termodynamiske system måtte tage energi fra miljøet for at øge temperaturen.
På den anden side, når vi lader det samme vand køle af lidt efter kogning, begynder temperaturen gradvist at falde uden behov for ekstern intervention. I dette tilfælde er det positiv entalpi, da energi frigives i miljøet.
Enthalpi og entropi
Entropi er en fysisk størrelse, der måler mængden af energi i et system, der ikke er tilgængeligt. Ved at beregne denne størrelse er det muligt at kende graden af uorden eller kaos i systemets struktur.
Forholdet mellem entalpi og entropi er givet ved systemets ligevægt. Ved lavere entalpi (energiudveksling) har systemet tendens til ligevægt; men samtidig øges entropi, da der er større mulighed for kaos i systemet.
For sin del indebærer en minimum entropi et lavere niveau af kaos, og derfor vil energiudvekslingen (entalpi) være større.
