Gan fizikā, gan ķīmijā ķermeņa izmērītās enerģijas mērīšanai tiek izmantots jēdziens. Mēs runājam par entalpija. Tas ir mērījumu veids, kas norāda enerģijas daudzumu ķermenī vai sistēmā, kuram ir noteikts tilpums, kas ir zem spiediena un kuru var apmainīt ar vidi. Sistēmas entalpiju attēlo burts H, un ar to saistītā fiziskā vienība, kas norāda enerģijas vērtības, ir Džoula.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim visas entalpijas īpašības un nozīmi.
galvenās iezīmes
Mēs varam teikt, ka entalpija ir vienāds ar iekšējo enerģiju, kas ir sistēmā, plus spiedienu reizinot ar tās pašas sistēmas tilpumu. Kad mēs redzam, ka sistēmas enerģija, spiediens un tilpums ir stāvokļa funkcijas, arī entalpija ir. Tas nozīmē, ka, kad pienāks laiks, tas var notikt noteiktos galīgos sākotnējos apstākļos, lai mainīgais varētu palīdzēt izpētīt visu sistēmu kopumā.
Vispirms ir jāzina, kas ir veidošanās entalpija. Tas ir par absorbēts siltums, kuru aizmirst sistēma, kad no elementiem normālā stāvoklī tiek ražots 1 mols produkta vielas. Šie stāvokļi var būt cieti, šķidri vai gāzveida vai šķīduma gadījumā. Alotropiskais stāvoklis ir visstabilākais stāvoklis. Piemēram, oglekļa stabilākais alotropais stāvoklis ir grafīts, turklāt tas atrodas normālos apstākļos, kuru depresijas vērtības ir 1 atmosfēra un temperatūra ir 25 grādi.
Mēs uzsveram, ka veidošanās entalpijas atbilstoši tam, ko mēs esam definējuši, attiecas uz 1 saražoto savienojumu. Tādā veidā, atkarībā no esošo reaģentu produktu daudzuma, reakcija būs jāpielāgo ar frakcijas koeficientiem.
Veidošanās entalpija
Mēs zinām, ka jebkurā ķīmiskā procesā veidošanās entalpija var būt gan pozitīva, gan negatīva. Šī entalpija ir pozitīva, ja reakcija ir endotermiska. Tas, ka ķīmiskā reakcija ir endotermiska, nozīmē, ka tā var absorbēt barotnes siltumu. No otras puses, mums ir negatīva entalpija, kad reakcija ir eksotermiska. Tas, ka ķīmiskā reakcija ir eksotermiska, nozīmē, ka tā izstaro siltumu no sistēmas uz ārpusi.
Lai notiktu eksotermiska reakcija, reaģentiem jābūt ar lielāku enerģiju nekā produktiem. Gluži pretēji, lai notiktu endotermiska reakcija, reaģentiem jābūt mazākiem enerģijas nekā produktiem. Lai visa tā ķīmisko vienādojumu varētu labi uzrakstīt, ir jāievēro matērijas saglabāšanas likums. Tas ir, ķīmiskajā vienādojumā jābūt informācijai par reaģentu un produktu fizisko stāvokli. Tas ir pazīstams kā apkopošanas stāvoklis
Jums tas arī jāpatur prātā tīru vielu veidošanās entalpija ir vienāda ar nulli. Šīs entalpijas vērtības iegūst standarta apstākļos, piemēram, iepriekš minētajos, un to stabilākajā formā. Ķīmiskajā sistēmā, kur ir reaģenti un produkti, reakcijas entalpija ir vienāda ar veidošanās entalpiju standarta apstākļos.
Mēs zinām, ka dažu neorganisko un organisko ķīmisko savienojumu veidošanās vērtību entalpija tiek noteikta 1 spiediena atmosfēras un 25 grādu temperatūras apstākļos.
Reakcijas entalpija
Mēs jau esam minējuši, kas ir veidošanās entalpija. Tagad mēs aprakstīsim, kāda ir reakcijas entalpija. Tā ir termodinamiskā funkcija, kas palīdz aprēķina iegūto siltumu vai siltumu, kas piegādāts ķīmiskās reakcijas laikā. Trenera līdzsvars tiek meklēts, paliek vai saņem gan reaģentus, gan produktus. Viens no aspektiem, kas jāizpilda, lai aprēķinātu reakcijas entalpiju, ir tāds, ka pašai reakcijai jānotiek nemainīgā spiedienā. Citiem vārdiem sakot, visu laiku, kas vajadzīgs, lai notiktu ķīmiskā reakcija, spiedienam jābūt nemainīgam.
Mēs zinām, ka entalpijai ir enerģijas dimensijas, un tāpēc to mēra džoulos. Lai saprastu entalpijas saistību ar siltumu, kas tiek apmainīts ķīmiskās reakcijas laikā nepieciešams doties uz pirmo termodinamikas likumu. Un tas ir tas, ka šis pirmais likums mums saka, ka siltums, kas tiek apmainīts termodinamiskā procesā, ir vienāds ar vielas vai procesā iesaistīto vielu iekšējās enerģijas izmaiņām plus darbu, ko minētās vielas paveikušas procesa laikā.
Mēs zinām, ka visas ķīmiskās reakcijas ir nekas cits kā dažādi termodinamiski procesi, kas notiek ar noteiktu spiedienu. Visizplatītākās spiediena vērtības tiek norādītas atmosfēras spiediena standarta apstākļos. Tāpēc visus šādā veidā notiekošos termodinamiskos procesus sauc par izobariskiem, jo tie notiek nemainīgā spiedienā.
Ļoti bieži entalpijas sauc par karstumu. Tomēr jābūt skaidram, ka tas nav tas pats, kas siltums, bet gan siltuma apmaiņa. Tas ir, ne karstums, kas var mācīt stundu, ne iekšējais siltums, kas piemīt reaģentiem un produktiem. Tas ir siltums, kas tiek apmainīts visā ķīmiskās reakcijas procesā.
Attiecības ar siltumu
Atšķirībā no tā, par ko mēs runājām iepriekš, entalpija ir valsts funkcija. Aprēķinot entalpijas izmaiņas, mēs faktiski aprēķinām divu funkciju starpību. Šīs funkcijas parasti ir atkarīgas tikai no sistēmas stāvokļa. Šis sistēmas stāvoklis mainās atkarībā no pašas sistēmas iekšējās enerģijas un apjoma. Tā kā mēs zinām, ka versija ķīmiskās reakcijas laikā paliek nemainīga, reakcijas entalpija ir nekas cits kā stāvokļa funkcija, kas ir atkarīga gan no iekšējās enerģijas, gan apjoma.
Tādēļ mēs varam definēt reaģentu entalpiju ķīmiskā reakcijā kā katra no tām summu. No otras puses, mēs definējam to pašu, bet produktos kā visu produktu entalpijas summu.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par entalpiju un tās īpašībām.