Определение энтальпии в химии и физике

Энтальпия является термодинамическим свойством системы. Это сумма внутренней энергии, добавленной к продукту давления и объема системы. Он отражает способность выполнять немеханическую работу и способность выпускать высокая температура.

Энтальпия обозначается как ЧАС; удельная энтальпия, обозначенная как час. Общими единицами, используемыми для выражения энтальпии, являются джоуль, калория или BTU (британская тепловая единица). Энтальпия в процессе дросселирования постоянна.

Изменение энтальпии вычисляется, а не энтальпия, отчасти потому, что полная энтальпия системы не может быть измерена, поскольку невозможно узнать нулевую точку. Тем не менее, можно измерить разницу в энтальпии между одним состоянием и другим. Изменение энтальпии может быть рассчитано в условиях постоянного давления.

Один из примеров - пожарный, который стоит на лестнице, но дым заслонил его взгляд на землю. Он не видит, сколько ступеней находится под ним на земле, но видит, что к окну, где нужно спасти человека, есть три ступени. Таким же образом, полная энтальпия не может быть измерена, но изменение энтальпии (три ступеньки лестницы) может.

H = E + PV

где H - энтальпия, E - внутренняя энергия системы, P - давление, а V - объем

d H = T d S + P d В

• Измерение изменения энтальпии позволяет нам определить, была ли реакция эндотермической (поглощенное тепло, положительное изменение энтальпии) или экзотермической (выделенное тепло, отрицательное изменение энтальпии).
• Он используется для расчета теплоты реакции химического процесса.
• Изменение энтальпии используется для измерения теплового потока в калориметрия.
• Измеряется для оценки процесса дросселирования или расширения Джоуля-Томсона.
• Энтальпия используется для расчета минимальной мощности компрессора.
• Изменение энтальпии происходит во время изменения состояния вещества.
• Есть много других применений энтальпии в теплотехнике.

Вы можете использовать тепло плавления льда и тепло испарения воды, чтобы вычислить изменение энтальпии, когда лед тает в жидкость и жидкость превращается в пар.

теплота плавления льда составляет 333 Дж / г (то есть 333 Дж поглощается, когда 1 грамм льда тает.) Тепло парообразование жидкой воды при 100 ° С составляет 2257 Дж / г.

Часть А: Рассчитать изменение энтальпии, ΔH, для этих двух процессов.

ЧАС₂O (s) → H₂О (л); ΔH =?
ЧАС₂O (l) → H₂О (г); ΔH =?
Часть Б: Используя рассчитанные вами значения, найдите количество граммов льда, которое вы можете растопить, используя 0,800 кДж тепла.

Решение
A. Тепла плавления и испарения в джоулях, поэтому первое, что нужно сделать, это преобразовать в килоджоули. С использованием периодическая таблицамы знаем, что 1 моль воды (ЧАС₂О) составляет 18,02 г. Следовательно:
Fusion ΔH = 18,02 г х 333 Дж / 1 г
плавление ΔH = 6,00 х 10³ J
плавление ΔH = 6,00 кДж
испарение ΔH = 18,02 г х 2257 Дж / 1 г
испарение ΔH = 4,07 х 10⁴ J
испарение ΔH = 40,7 кДж
Итак, завершенные термохимические реакции:
ЧАС₂O (s) → H₂О (л); ΔH = +6,00 кДж
ЧАС₂O (l) → H₂О (г); ΔН = + 40,7 кДж
B. Теперь мы знаем, что:
1 моль Н₂O (s) = 18,02 г H₂O (s) ~ 6,00 кДж
Используя этот коэффициент преобразования:
0,800 кДж х 18,02 г льда / 6,00 кДж = 2,40 г растаявшего льда

A. ЧАС₂O (s) → H₂О (л); ΔH = +6,00 кДж

ЧАС₂O (l) → H₂О (г); ΔН = + 40,7 кДж

B. 2,40 г льда растаял