I både fysik og kemi bruges et koncept til at måle energien i kroppen. Vi taler om entalpi. Det er en type måling, der fortæller os mængden af energi, der er indeholdt i et legeme eller system, der har et vist volumen, som er udsat for tryk, og som kan udveksles med omgivelserne. Entalpien af et system er repræsenteret af bogstavet H og den fysiske enhed forbundet med det for at angive energiværdier er Joule.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt det karakteristika og betydning af entalpi.
Vigtigste funktioner
Vi kan sige, at entalpi er lig med den interne energi, som systemet har plus tryk gange volumenet af det samme system. Når vi ser, at energien i systemet, trykket og lydstyrken er tilstandsfunktioner, er entalpi også. Dette betyder, at når tiden kommer, kan den forekomme under visse endelige indledende betingelser, så variablen kan hjælpe med at studere hele systemet som helhed.
Den første ting er at vide, hvad dannelseens entalpi er. Det handler om absorberet varme glemt af systemet, når der produceres 1 mol produktsubstans fra elementerne i normal tilstand. Disse tilstande kan være faste, flydende eller gasformige eller opløsning. Den allotrope tilstand er den mest stabile tilstand. For eksempel er den mest stabile allotrope tilstand, som kulstof har, grafit, udover at den findes under normale forhold, hvor trykværdierne er 1 atmosfære og temperatur er 25 grader. Vigtigheden af at kende entalpien er afgørende for at forstå den energi, der er involveret i forskellige kemiske reaktioner, såvel som i analysen af påvirkninger af hedebølger.
Vi understreger, at dannelsesenthalpierne ifølge det, vi har defineret, er for 1 mol produceret forbindelse. Afhængigt af mængden af eksisterende reagensprodukter skal reaktionen på denne måde justeres med fraktionerede koefficienter.
Dannelse entalpi
Vi ved, at entalpi af dannelse kan være både positiv og negativ i enhver kemisk proces. Denne entalpi er positiv, når reaktionen er endoterm. At en kemisk reaktion er endoterm, betyder at den kan absorbere varmen fra mediet. På den anden side, vi har en negativ entalpi, når reaktionen er eksoterm. At en kemisk reaktion er eksoterm, betyder at den udsender varme fra systemet udefra.
For at der kan opstå en eksoterm reaktion, skal reaktanterne have større energi end produkterne. Tværtimod, for at en endoterm reaktion kan finde sted, skal reaktanterne have mindre energi end produkterne. For at den kemiske ligning af alt dette kan skrives korrekt, skal loven om stoffets bevarelse være opfyldt. Det vil sige, at den kemiske ligning skal indeholde information om den fysiske tilstand af reaktanterne og produkterne, hvilket er nøglen i studiet af kemi.
Det skal du også huske på stoffer, der er rene, har en entalpi af dannelse lig med nul. Disse entalpiværdier findes under standardbetingelser, såsom dem, der er nævnt ovenfor, og i deres mest stabile form. I et kemisk system, hvor der er reaktanter og produkter, er reaktionsentalpien lig med dannelsesentalpien under standardbetingelser.
Enthalpi af reaktionen
Vi har allerede nævnt, hvad entalpi af dannelse er. Nu skal vi beskrive, hvad reaktionens entalpi er. Det er en termodynamisk funktion, der hjælper med at beregne den opnåede varme eller den varme, der er leveret under en kemisk reaktion. Der søges en balance i varmevekslingen af både reaktanterne og produkterne. Et af de aspekter, der skal være opfyldt for at beregne reaktionsentalpien, er, at selve reaktionen skal ske ved konstant tryk. Det vil sige, at i hele den tid, det tager for den kemiske reaktion at finde sted, skal trykket forblive på konstante værdier.
Vi ved, at entalpi har dimensioner af energi, og det er derfor, det måles i joule. At forstå forholdet mellem entalpi og varmen, der udveksles under en kemisk reaktion det er nødvendigt at gå til termodynamikens første lov. Og det er, at denne første lov fortæller os, at varmen, der udveksles i en termodynamisk proces, er lig med variationen af den indre energi af stoffet eller stofferne, der er involveret i processen plus det arbejde, der er udført af de nævnte stoffer under processen.
Vi ved, at alle kemiske reaktioner ikke er andet end forskellige termodynamiske processer, der sker ved et bestemt tryk. De mest almindelige trykværdier er givet under standard atmosfæriske trykforhold. Derfor kaldes alle termodynamiske processer, der foregår på denne måde, isobariske, da de foregår ved konstant tryk.
Det er meget almindeligt at kalde entalpi varme. Det skal dog være meget klart, at det ikke er det samme som varme, men varmeudveksling. Det vil sige, det er ikke varmen, der kan lære en lektion eller den interne varme, som reaktanterne og produkterne har. Det er varmen, der udveksles gennem processen med den kemiske reaktion.
Forholdet til varmen
I modsætning til hvad vi talte om før, er entalpi en tilstandsfunktion. Når vi beregner entalpiændringen, beregner vi virkelig forskellen mellem to funktioner. Disse funktioner afhænger normalt udelukkende af systemets tilstand. Denne tilstand af systemet varierer afhængigt af den interne energi og volumen af selve systemet. Da vi ved, at versionen forbliver konstant under hele den kemiske reaktion, reaktionens entalpi er intet andet end en tilstandsfunktion, der afhænger af både intern energi og volumen.
Derfor kan vi definere entalpi af reaktanterne i en kemisk reaktion som summen af hver af dem. På den anden side definerer vi det samme, men i produkterne som summen af entalpi af alle produkter.
Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om entalpi og dens egenskaber.