enthalpy là gì

Bách khoa toàn thư phanh Wikipedia

Enthalpy (thường được ký hiệu là H) là 1 tính chất của hệ nhiệt độ động, khái niệm là tổng của nội năng (U) với tích của áp suất (p) và thể tích (V) của hệ, tức là H = U + pV.[1] Đây là 1 hàm tình trạng được dùng trong không ít phép tắc đo những hệ sở hữu áp suất ko thay đổi (đẳng áp), nằm trong nhiều nghành nghề dịch vụ như chất hóa học, sinh học tập và vật lí, xẩy ra ở môi trường xung quanh bên phía ngoài to lớn, hoàn toàn có thể trao thay đổi nhiệt độ và công với môi trường xung quanh xung xung quanh. Enthalpy là 1 tích điện "đại diện" cho những tích điện tương quan cho tới chất hóa học như tích điện link, tích điện mạng tinh ranh thể, solvat hóa và những "năng lượng" không giống vô chất hóa học thực sự là việc khác lạ về enthalpy. Là một hàm tình trạng, enthalpy chỉ tùy theo tình trạng sau cùng của nội năng, áp suất và thể tích, chứ không cần tùy theo tuyến đường tiến hành nhằm đạt được tình trạng cơ.

Bạn đang xem: enthalpy là gì

Trong Hệ đo lường và thống kê quốc tế (SI), loại nguyên vẹn của enthalpy là joule. Các đơn vị chức năng như năng lượng và đơn vị chức năng nhiệt độ Anh (BTU) vẫn được dùng.

Không thể đo thẳng tổng enthalpy của một hệ vì như thế nội năng chứa chấp những bộ phận tích điện chưa chắc chắn, rất khó tiếp cận hoặc ko được quan hoài vô nhiệt độ động lực học tập. Trong thực tiễn, sự thay cho thay đổi enthalpy hoặc biến thiên enthalpy là biểu thức được ưu tiên cho những phép tắc đo ở ĐK đẩng áp vì như thế nó đơn giản và giản dị hóa việc tế bào mô tả sự truyền tích điện. Một phản xạ hóa ra mắt vào trong bình phản xạ thông thường, trở thành thiên enthalpy vày với tích điện nhiệt độ nhưng mà hệ trao thay đổi môi trường xung quanh. Nếu ra mắt vô một nhân tố Gavani (Gavanic cell) thì công của phản xạ chất hóa học tiếp tục gửi trở thành tích điện nhiệt độ và công năng lượng điện.

Trong chất hóa học, enthalpy chuẩn chỉnh của phản xạ ( hoặc ) là việc thay cho thay đổi enthalpy khi những hóa học phản xạ ở ĐK chuẩn chỉnh (điều khiếu nại chuẩn chỉnh là p = 1 bar; T = 298 K) gửi trở thành thành phầm cũng ở ĐK chuẩn chỉnh.[2] Đại lượng này còn được gọi là nhiệt độ tiêu xài chuẩn chỉnh của phản xạ ở áp suất và nhiệt độ chừng ko thay đổi (đẳng áp, đẳng nhiệt), tuy nhiên hoàn toàn có thể đo đại lượng này vày cách thức đo nhiệt độ lượng trong cả khi nhiệt độ chừng thay cho thay đổi vô quy trình đo, miễn sao áp suất và nhiệt độ chừng vô quy trình chuyển đổi và vô tình trạng lúc đầu và tình trạng sau cùng ứng với ĐK chuẩn chỉnh (p = 1 bar; T = 298 K). Trong những độ quý hiếm đo lường và tính toán của phản xạ chất hóa học nếu như ghi lan rời khỏi một lượng nhiệt độ thì vết (-) của trở thành thiên enthalpy hoàn toàn có thể được lược quăng quật vô quy trình tiến hành. Giá trị trở thành thiên enthalpy (ΔH) chỉ tùy theo tình trạng lúc đầu cho tới tình trạng sau cùng của hệ, ko tùy theo lối đi (trạng thái trung gian) vì như thế enthalpy là 1 hàm tình trạng.

Enthalpy của những Hóa chất thông thường được thưa vô ĐK áp suất chuẩn chỉnh là 1 trong bar (100.000 Pa; 0,99 atm). Enthalpy và trở thành thiên enthalpy so với những phản xạ thay cho thay đổi theo gót hàm nhiệt độ chừng,[3] tuy nhiên những bảng thông thường liệt kê enthalpy tạo nên trở thành chuẩn chỉnh ( hoặc ) của những hóa học ở ĐK 25 °C (298 K). Đối với những quy trình thu nhiệt độ (hấp thụ nhiệt), ΔH là 1 độ quý hiếm dương; so với những quy trình lan nhiệt độ (giải phóng nhiệt) thì ΔH âm.

Enthalpy của khí hoàn hảo ko tùy theo áp suất hoặc thể tích của chính nó và chỉ tùy theo nhiệt độ chừng, đối sánh tương quan với tích điện bên dưới dạng nhiệt độ. Khí ở thực tiễn ở nhiệt độ chừng và áp suất thường thì thông thường sấp xỉ với khí hoàn hảo, việc xem những hàm vị khí là khí hoàn hảo chung đơn giản và giản dị hóa design thực nghiệm và phân tách nhiệt độ động lực học tập vô thực tiễn đưa.

Định nghĩa và màn biểu diễn enthalpy qua loa những hàm trạng thái[sửa | sửa mã nguồn]

Enthalpy H của một hệ nhiệt độ động được khái niệm là tổng của nội năng với tích thân thuộc áp suất và thể tích của hệ:[4]

trong cơ U là nội năng, p là áp suất và V là thể tích của hệ.

Enthalpy là 1 đại lượng không ngừng mở rộng (đại lượng quảng tính, giờ Anh: extensive property),[5] tức là tỷ trọng thuận với độ dài rộng của hệ.

Nguyên lý thứ nhất của nhiệt độ động lực học tập cho những quy trình kín. Biểu thức vi phân sau tế bào mô tả quy trình vô nằm trong nhỏ, thuận nghịch tặc hay là không thuận nghịch:

trong đó

  • 𝛿Q là lượng nhỏ tích điện gửi kể từ ngoài vô hệ bên dưới dạng nhiệt độ,
  • 𝛿W là lượng nhỏ công được tiến hành vày hệ
  • là việc trở thành thiên rất rất nhỏ nội năng của hệ,

Theo cơ, vô phép tắc tính vi phân, hoàn toàn có thể được viết lách như sau:

trong đó

Xem thêm: mẫu báo cáo lưu chuyển tiền tệ gián tiếp excel

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với cùng một hệ đơn giản và giản dị sở hữu con số phân tử ko thay đổi ở áp suất ko thay đổi, trở thành thiên enthalpy là lượng tích điện nhiệt độ tối nhiều hoàn toàn có thể chiếm được từ 1 quy trình nhiệt độ động đẳng áp.[6]

Nhiệt của phản ứng[sửa | sửa mã nguồn]

Không thể đo thẳng tổng enthalpy của một hệ tuy nhiên hoàn toàn có thể đo biến thiên enthalpy của một hệ nhiệt độ động. Biến thiên enthalpy được xác lập theo gót phương trình sau:

trong đó

  • ΔHbiến thiên enthalpy,
  • Hf là enthalpy sau cùng của hệ (f ở đấy là "final"). Trong một phản xạ chất hóa học, Hf là enthalpy của thành phầm của phản xạ hoặc thăng bằng hóa học),
  • Hi là enthalpy lúc đầu của hệ (i ở đấy là "initial"). Trong một phản xạ chất hóa học, Hi là enthalpy của những hóa học nhập cuộc phản ứng).

Đối với phản xạ lan nhiệt độ ở áp suất ko thay đổi, ΔH có mức giá trị âm, bởi enthalpy những thành phầm của phản xạ nhỏ rộng lớn enthalpy những hóa học phản xạ và vày với nhiệt độ lượng lan rời khỏi vô phản xạ nếu như không tồn tại nhân tố công năng lượng điện (trong pin hóa học). Nói cách tiếp theo, enthalpy hạn chế sẽ tạo nên rời khỏi nhiệt độ.[7] trái lại, so với phản xạ thu nhiệt độ ở áp suất ko thay đổi, ΔH có mức giá trị dương và vày nhiệt độ hấp thụ vô phản xạ.

Từ khái niệm của enthalpy là H = U + pV, trở thành thiên enthalpy ở áp suất ko thay đổi là ΔH = ΔU + p ΔV. Tuy nhiên, so với đa số những phản xạ chất hóa học, độ quý hiếm p ΔV nhỏ rất là nhiều đối với trở thành thiên nội năng ΔU, xấp xỉ vày ΔH. Ví dụ, so với quy trình nhóm cháy carbon monoxide CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g), ΔH = −566.0 kJΔU = −563.5 kJ.[8] Vì sự khác lạ quá nhỏ nên enthalpy phản xạ thông thường được tế bào mô tả là tích điện phản xạ và được phân tách bên dưới dạng tích điện link.

Biến thiên enthalpy[sửa | sửa mã nguồn]

Biến thiên enthalpy tế bào mô tả trở thành thiên enthalpy để ý được trong số bộ phận của hệ nhiệt độ động khi trải qua loa quy trình chuyển đổi hoặc phản xạ chất hóa học. Đó là việc khác lạ thân thuộc enthalpy sau khoản thời gian quy trình kết giục, tức là enthalpy của những thành phầm (giả toan rằng phản xạ kết thúc) và enthalpy lúc đầu của hệ, tức là những hóa học nhập cuộc phản xạ. Các quy trình này chỉ quan hoài cho tới tình trạng đầu và tình trạng cuối của hệ, vì thế, trở thành thiên enthalpy của phản xạ theo hướng nghịch tặc là trái ngược vết đối với chiều thuận.

Một loại trở thành thiên enthalpy chuẩn chỉnh hoặc bắt gặp là enthalpy tạo nên trở thành chuẩn chỉnh (còn gọi là nhiệt độ tạo nên trở thành chuẩn chỉnh hoặc sinh nhiệt độ tiêu xài chuẩn) cho tới từng loại hóa học. Những thay cho thay đổi về enthalpy được đo và tổ hợp thông thường xuyên trong số tư liệu xem thêm về chất hóa học và vật lý cơ, ví dụ như Sổ tay Hóa học tập và Vật lý CRC. Sau đấy là một số trong những loại trở thành thiên enthalpy hoặc bắt gặp vô nhiệt độ động lực học tập.

Khi được dùng trong số thuật ngữ được thừa nhận này, nhì chữ "biến thiên" vô biến thiên enthalpy thông thường được lược quăng quật. Các độ quý hiếm được đo bên trên ĐK chuẩn:

  • Áp suất: 1 atm (101.325 kPa) hoặc 1 bar (100.000 kPa)
  • Nhiệt độ: 25 °C (298,15 K)
  • Nồng độ: 1,0 M khi nhân tố hoặc hợp ý hóa học xuất hiện vô dung dịch
  • Các nhân tố hoặc hợp ý hóa học ở tình trạng vật lý cơ (thể) thông thường, tức là tình trạng chuẩn chỉnh. Ví dụ: oxy thì ở thể khí, nước ở thể lỏng, natri ở thể rắn.

Đối với những độ quý hiếm được chuẩn chỉnh hóa vì vậy, thương hiệu của enthalpy được xem là enthalpy tạo nên trở thành chuẩn ( hoặc ).

Tính hóa học hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Tính hóa học vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Lịch sử và kể từ nguyên[sửa | sửa mã nguồn]

Trong lịch sử dân tộc nhiệt độ động lực học tập, thuật ngữ enthalpy thành lập vô thời điểm đầu thế kỷ đôi mươi. Năng lượng theo gót ý kiến văn minh được Thomas Young khái niệm vô năm 1802, trong lúc Rudolf Clausius thể hiện định nghĩa entropy vô năm 1865. Năng lượng (energy) sở hữu gốc kể từ giờ Hy Lạp ἔργον ( ergon), tức là "công việc", nhằm miêu tả ý niệm năng lượng tiến hành việc làm. Entropy lấy một trong những phần vô kể từ τροπή (tropē) của giờ Hy Lạp, tức là "chuyển thay đổi, gửi hướng". Enthalpy lấy một trong những phần vô kể từ θάλπος (thalpos) của giờ Hy Lạp, tức là "hơi rét, mức độ nóng".[9]

Khái niệm lạc hậu thương hiệu là nhiệt chứa (heat content)[10] vì như thế dH được khái niệm là lượng nhiệt độ chiếm được vô một quy trình đẳng áp,[11] chứ không cần nên vô tình huống công cộng khi áp suất thay cho thay đổi.[12] Josiah Willard Gibbs vẫn dùng thuật ngữ "hàm nhiệt độ vô ĐK đẳng áp" nhằm thực hiện rõ rệt thuật ngữ.[note 1]

Xem thêm: ý nghĩa câu chuyện quả táo

Benoît Paul Émile Clapeyron và Rudolf Clausius (phương trình Clausius–Clapeyron, năm 1850) là những người dân trình làng định nghĩa nhiệt chứa (heat content)" H.

Thuật ngữ enthalpy chuyến thứ nhất xuất hiện nay bên trên báo in năm 1909.[13] Heike Kamerlingh Onnes được nghĩ rằng người trình làng thuật ngữ này vày mồm bên trên Paris.[14] Thuật ngữ trở thành thịnh hành vô trong thời gian 1920, được kiệt tác Mollier Steam Tables and Diagrams nói đến và xuất bạn dạng năm 1927.

Cho cho tới trong thời gian 1920, ký hiệu H đang được dùng cho tới định nghĩa "nhiệt" (heat) thưa công cộng. Năm 1922, Alfred W. Porter là kẻ khái niệm vừa đủ H là enthalpy hoặc "nhiệt chứa chấp ở áp suất ko đổi".[15][16]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  • Định luật Hess

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "enthalpy". Toàn văn bạn dạng Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.
  2. ^ Atkins, Peter; de Paula, Julio (2006). Atkins' Physical Chemistry (ấn bạn dạng 8). W.H.Freeman. tr. 51. ISBN 0-7167-8759-8.
  3. ^ Laidler, Keith J.; Meiser, John H. (1999). Physical Chemistry (ấn bạn dạng 3). Boston: Houghton Mifflin. tr. 66. ISBN 0-395-91848-0.
  4. ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "enthalpy". Toàn văn bạn dạng Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.
  5. ^ Thuật ngữ lấy từ: HÀ, Hoàng Ngọc. Nghiên cứu vớt dùng trở thành cường tính vô quy mô hoá, phân tách động lực và tinh chỉnh và điều khiển quy trình. VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, [S.l.], v. 31, n. 4, dec. năm ngoái. ISSN 2588-1140.
  6. ^ Rathakrishnan (2015). High Enthalpy Gas Dynamics. John Wiley and Sons Singapore Pte. Ltd. ISBN 978-1118821893.
  7. ^ Laidler, Keith J.; Meiser, John H. (1982). Physical Chemistry. Benjamin/Cummings. tr. 53. ISBN 978-0-8053-5682-3.
  8. ^ Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). General Chemistry (ấn bạn dạng 8). Prentice Hall. tr. 237–238. ISBN 978-0-13-014329-7.
  9. ^ θάλπος in A Greek–English Lexicon.
  10. ^ Howard (2002) quotes J. R. Partington in An Advanced Treatise on Physical Chemistry (1949) as saying that the function H was "usually called the heat content".
  11. ^ Tinoco, Ignacio Jr.; Sauer, Kenneth; Wang, James C. (1995). Physical Chemistry (ấn bạn dạng 3). Prentice-Hall. tr. 41. ISBN 978-0-13-186545-7.
  12. ^ Laidler, Keith J.; Meiser, John H. (1982). Physical Chemistry. Benjamin/Cummings. tr. 53. ISBN 978-0-8053-5682-3.
  13. ^ Dalton, J. Phường. (1909). “Researches on the Joule–Kelvin-effect, especially at low temperatures. I. Calculations for hydrogen”. Proceedings of the Section of Sciences (Koninklijke Akademie nài Wetenschappen te Amsterdam [Royal Academy of Sciences at Amsterdam]). 11 (part 2): 863–873. Bibcode:1908KNAB...11..863D. ; see p. 864, footnote (1).
  14. ^ See:
  15. ^ Porter, Alfred W. (1922). “The generation and utilisation of cold. A general discussion”. Transactions of the Faraday Society. 18: 139–143. doi:10.1039/tf9221800139.; see p. 140.
  16. ^ Howard, Irmgard (2002). “H Is for Enthalpy, Thanks vĩ đại Heike Kamerlingh Onnes and Alfred W. Porter”. Journal of Chemical Education. 79 (6): 697. Bibcode:2002JChEd..79..697H. doi:10.1021/ed079p697.

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ The Collected Works of J. Willard Gibbs, Vol. I bởi not contain reference vĩ đại the word enthalpy, but rather reference the "heat function for constant pressure". See: Henderson, Douglas; Eyring, Henry; Jost, Wilhelm (1967). Physical Chemistry: An Advanced Treatise. Academic Press. tr. 29.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/firlaw.html
  • http://scienceworld.wolfram.com/physics/Enthalpy.html
  • http://www.chem.tamu.edu/class/majors/tutorialnotefiles/enthalpy.htm Lưu trữ 2006-10-10 bên trên Wayback Machine