Определение за енталпия в химията и физиката

Енталпията е термодинамично свойство на система. Това е сумата от вътрешната енергия, добавена към произведението на налягането и обема на системата. Той отразява способността за извършване на немеханична работа и способността за освобождаване топлина.

Енталпията се обозначава като Н; специфична енталпия, обозначена като з. Общите единици, използвани за изразяване на енталпия, са джаулът, калориите или BTU (Британска термична единица.) Енталпията в процеса на дроселиране е постоянна.

Промяната в енталпията се изчислява вместо на енталпията, отчасти защото пълната енталпия на системата не може да бъде измерена, тъй като е невъзможно да се знае нулевата точка. Възможно е обаче да се измери разликата в енталпията между едно състояние и друго. Промяната на енталпията може да се изчисли при условия на постоянно налягане.

Един пример е за пожарникар, който е на стълба, но димът е затъмнил погледа му на земята. Не вижда колко стълба са под него до земята, но може да види, че има три стъпала към прозореца, където човек трябва да бъде спасен. По същия начин не може да се измери общата енталпия, но промяната в енталпията (три стълба).

H = E + PV

където Н е енталпия, Е е вътрешна енергия на системата, P е налягане и V е обем

д Н = Т д S + P д V

• Измерването на промяната в енталпията ни позволява да определим дали реакцията е била ендотермична (погълната топлина, положителна промяна в енталпията) или екзотермична (освободена топлина, отрицателна промяна в енталпията.)
• Използва се за изчисляване на топлината на реакцията на химичен процес.
• Промяната в енталпията се използва за измерване на топлинния поток в калориметрия.
• Той се измерва, за да се оцени процес на дроселиране или разширяване на Джоул-Томсън.
• Енталпията се използва за изчисляване на минималната мощност на компресора.
• Промяната на енталпията се случва по време на промяна в състоянието на материята.
• Има много други приложения на енталпията в топлотехниката.

Можете да използвате топлината от синтез на лед и топлината на изпаряване на водата, за да изчислите промяната на енталпията, когато ледът се разтопи в течност и течността се превърне в пара.

Най- топлина на синтез лед е 333 J / g (което означава, че 333 J се абсорбира, когато 1 грам лед се стопи.) Топлината на изпаряване течна вода при 100 ° C е 2257 J / g.

Част А: Изчислете промяна в енталпията, ΔH, за тези два процеса.

Н₂O (s) → H₂О (л); ΔH =?
Н₂O (l) → H₂О (д); ΔH =?
Част Б: Използвайки изчислените от вас стойности, намерете броя грамове лед, който можете да разтопите, използвайки 0,800 kJ топлина.

Решение
А. Топлините от синтез и изпаряване са в джаули, така че първото нещо, което трябва да направите, е да се превърнете в килоджули. Използвайки периодичната таблица, ние знаем, че 1 мол вода (Н₂О) е 18.02 g. Следователно:
сливане ΔH = 18.02 g x 333 J / 1 g
синтез ΔH = 6.00 x 10³ J
синтез ΔH = 6,00 kJ
изпаряване ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
изпаряване ΔH = 4,07 x 10⁴ J
изпаряване ΔH = 40,7 kJ
Така че завършените термохимични реакции са:
Н₂O (s) → H₂О (л); ΔH = +6.00 kJ
Н₂O (l) → H₂О (д); ΔH = +40,7 kJ
Б. Сега знаем, че:
1 mol H₂0 (s) = 18.02 g H₂O (s) ~ 6.00 kJ
Използване на този коефициент на конверсия:
0.800 kJ x 18.02 g лед / 6.00 kJ = 2.40 g лед

А. Н₂O (s) → H₂О (л); ΔH = +6.00 kJ

Н₂O (l) → H₂О (д); ΔH = +40,7 kJ

Б. 2.40 g лед се стопи