Як розрахувати ентальпію

Як розрахувати ентальпію

У будь-якому речовині міститься деяка кількість тепла. Це тепло називають ентальпією. Ентальпія є величина, що характеризує енергію системи. У фізиці та хімії вона показує теплоту реакції. Вона є альтернативою внутрішньої енергії, і цю величину найчастіше вказують при постійному тиску, коли система має деякий запас енергії.

Інструкція

  1. У фізико-хімічних процесах відбувається передача тепла від одного тіла до іншого. Це можливо, як правило, при постійному тиску і температурі. У ролі постійного тиску звичайно виступає атмосферний. Ентальпія, як і внутрішня енергія, є функцією стану.

    Внутрішня енергія є сумою кінетичної і потенційної енергій всієї системи. Вона є основою для рівняння ентальпії. Ентальпія є сумою внутрішньої енергії і тиску, помноженого на об’єм системи, і дорівнює:

    H = U + pV, де p — тиск в системі, V — об’єм системи.

    Вищевказана формула застосовується для розрахунку ентальпії в тому випадку, коли дані всі три величини: тиск, обсяг і внутрішня енергія. Однак, далеко не завжди ентальпія розраховується таким чином. Крім нього, існує ще кілька способів обчислення ентальпії.
  2. Знаючи вільну енергію та ентропію, можна обчислити ентальпію. Вільна енергія, або енергія Гіббса, являє собою частину ентальпії системи, витрачену на перетворення в роботу, і дорівнює різниці ентальпії і температури, помноженої на ентропію:

    ΔG = ΔH-TΔS (ΔH, ΔG, ΔS — прирости величин)

    Ентропія в цій формулі є мірою невпорядкованості частинок системи. Вона зростає при збільшенні температури T і тиску. При ΔG <0 процес йде спонтанно, при ΔG> 0 — не йде.
  3. Крім того, ентальпія також розраховується виходячи з рівняння хімічної реакції. Якщо дано рівняння хімічної реакції виду A + B = C, то ентальпію можна визначити за формулою:

    dH = dU + ΔnRT, де Δn = nk-nн (nk і nн — число молей продуктів реакції і вихідних речовин)

    При Ізобаричний процесі ентропія дорівнює зміні теплоти в системі: dq = dH.

    При постійному тиску ентальпія дорівнює:

    H = ∫ СpdT

    У випадку, якщо ентальпійний і ентропійний фактори врівноважують один одного, приріст ентальпії дорівнює добутку температури на приріст ентропії:

    ΔH = TΔS