Entalpi: nedir, formülü, türleri ve örnekleri

Entalpi Nedir?

Entalpi, bir termodinamik sistemin sabit bir basınçta olduğunda çevredeki ortamdan serbest bıraktığı veya emdiği ısı miktarıdır, termodinamik sistem herhangi bir nesnedir.

Fizik ve kimyada entalpi , ölçü birimi Joule (J) olan ve H harfi ile temsil edilen bir termodinamik miktardır.

Entalpiyi hesaplamak için formül:

H = E + PV

nerede:

• H entalpi, E termodinamik sistemin enerjisi, P termodinamik sistemin basıncı, V hacimdir.

Bu formülde, basıncın hacim (PV) ile çarpımı, sisteme uygulanan mekanik işe eşittir.

Bu nedenle, entalpi, bir termodinamik sistemin enerjisine ve buna uygulanan mekanik çalışmaya eşittir.

Bununla birlikte, bir sistemin entalpisi ancak bir enerji varyasyonu meydana geldiğinde ölçülebilir. Δ işareti ile temsil edilen varyasyon, yeni bir formüle yol açar:

=H = ∆E + P∆V

Bu, entalpi (∆H) varyasyonunun, enerji (∆E) artı sisteme uygulanan mekanik çalışmaya (P∆V) olan varyasyona eşit olduğu anlamına gelir.

Entalpi Yunan enthálpō'den gelir, yani ısı eklemek veya eklemek. Terim ilk kez 1913'te Nobel Fizik Ödülü kazanan Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes tarafından icat edildi.

Entalpi türleri

İlgili maddelere ve süreçlere bağlı olarak birkaç entalpi türü vardır. Süreç enerjinin serbest bırakılmasını içerdiğinde, bu ekzotermik bir reaksiyonken, enerjinin yakalanması endotermik bir reaksiyon olduğu anlamına gelir.

Yukarıdakilere dayanarak, entalpiler şu şekilde sınıflandırılır:

Oluşum entalpisi

Bir maddeyi, onu oluşturan elementlerden bir mol oluşturmak için gereken enerjidir. Köstebekün 6.023x10 ²³ atom veya molekülüne eşdeğer bir maddenin ölçü birimi olduğunu hatırlayın.

formasyonu entalpisinin bir örneği (lH su oluşturmak üzere, oksijen (O) ve hidrojen (H) bağlanmasıdır ₂ O), enerji ya da entalpi (AH) ve bunun varyasyonu 285.820 KJ / mol'dür.

Reaksiyon entalpisi

Sabit basınç altında kimyasal reaksiyonu açığa çıkaran enerjidir.

Reaksiyon entalpisinin bir örneği, karbon (C) ve hidrojen (H) birleşiminden metan (CH4) oluşumudur:

C + 2H ₂ → CH ₄

Ayrıca bakınız Kimyasal reaksiyon.

Çözelti entalpisi

Sulu çözelti içinde çözündürüldüğünde bir madde tarafından salınan veya emilen ısı miktarını ifade eder.

Çözelti entalpisinin bir örneği, sülfürik asit (H çözünmesi için ne olduğunu ₂ SO ₄) suyun (H ₂ O). Asit tarafından salınan enerji miktarı o kadar yüksektir ki, bazı güvenlik önlemleriyle kullanılması gereken bir çözümdür.

Nötralize edici entalpi

Bir asit ve bir baz karıştırıldığında yakalanan veya salınan, birbirini nötralize eden enerjidir.

Nötralizasyon entalpisinin bir örneği, asetik asidi (CHOOCOOH) bikarbonatla (NaHCOy) karıştırdığımız zamandır.

Ayrıca bkz. Asitler ve bazlar.

Yanma entalpisi

Bir mol organik madde havadaki oksijenle reaksiyona girdiğinde ve karbondioksit (CO ₂₎ serbest bıraktığında salınan enerjidir .

Yanma entalpisinin bir örneği, propan (Cı tarafından oluşturulan ₃ H ₈ iç yakıt olarak kullanılır enerji açığa):

Cı- ₃, H ₈ + 5 O ₂ → CH3hCO ₂ + 4H ₂ O

Sürümler 2,044 x 10 ³ KJ / mol

Entalpi varyasyonu (ΔH) = -2.044x10 ^ 3 KJ / mol

Ayrıca bkz. Yanma.

Ayrışma entalpisi

Bir mol madde daha basit elementlere ayrıldığında açığa çıkan ısı veya enerji miktarıdır.

Ayrışma entalpisinin bir örneği, hidrojen peroksit veya hidrojen peroksitin su ve oksijen oluşturmak üzere ayrışmasıdır:

2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O ₂

96.5KJ / mol serbest bırakıldı

Entalpi varyasyonu (ΔH) = 96.5KJ / mol

Çözünme entalpisi

Çözeltiye daha fazla su eklendiğinde bir maddenin yakaladığı veya serbest bıraktığı ısı veya enerji miktarını ifade eder.

Çözünme entalpisinin bir örneği, suya toz deterjan eklediğimiz zamandır.

Ayrıca bkz. Kimyasal çözelti.

Faz değişikliği entalpisi

Bir elementin durumunu (katı, sıvı veya gaz) değiştirdiğinde meydana gelen enerji değişimini ifade eder. Bu anlamda:

• Füzyon entalpisi: katıdan sıvıya geçişte entalpi değişimi Süblimleşme entalpisi: katıdan gaza geçişte entalpi değişimi. Buharlaşma entalpisi: sıvıdan gaza geçiş.

Faz değişim entalpisinin bir örneği, su döngüsünde olan şeydir, çünkü sıvıdan gaz veya katı duruma (veya olası kombinasyonlarından herhangi birine) giderken su enerjiyi serbest bırakır veya emer. Bu durumda, suyun 100 ° C'de sıvıdan gaza geçişindeki enerji değişimi 40,66 KJ / mol'e eşittir.

Ayrıca bakınız:

• Endotermik reaksiyon.Eksotermik reaksiyon.

Entalpi ne için?

Entalpi, çevreye enerji alırken veya serbest bırakırken, bir sistemde meydana gelen enerji değişimlerini doğru bir şekilde ölçmek için kullanılır.

Entalpi, örneğin günlük yaşamda genellikle kullanılmayan karmaşık bir termodinamik kavramdır, çünkü çay için suyu ısıtmak için gereken enerjiyi hesaplamıyoruz. Bununla birlikte, günlük bir örnekle nasıl çalıştığını anlamak mümkündür.

Suyu kaynattığımızda sıcaklığı kaynama noktasına (100 ° C) ulaşana kadar kademeli olarak yükselir. Bu durumda, negatif entalpi hakkında konuşuyoruz, çünkü termodinamik sistem sıcaklığını arttırmak için ortamdan enerji almak zorunda kaldı.

Öte yandan, aynı suyun kaynatıldıktan sonra biraz soğumasına izin verdiğimizde, dış müdahaleye gerek kalmadan sıcaklığı giderek düşmeye başlar. Bu durumda, enerji çevreye salındığı için olumlu bir entalpi.

Entalpi ve entropi

Entropi, mevcut olmayan bir sistemdeki enerji miktarını ölçen fiziksel bir niceliktir. Bu büyüklüğü hesaplayarak bir sistemin yapısındaki bozukluk veya kaos derecesini bilmek mümkündür.

Entalpi ve entropi arasındaki ilişki, sistemin dengesi ile verilir. Daha az entalpide (enerji değişimi), sistem dengeye eğilimlidir; fakat aynı zamanda entropi artar, çünkü sistemde daha büyük bir kaos olasılığı vardır.

Kendi adına, minimum bir entropi daha düşük bir kaos seviyesi anlamına gelir ve bu nedenle, enerji değişimi (entalpi) daha büyük olacaktır.