Enthalpy: มันคืออะไรสูตรประเภทและตัวอย่าง

Enthalpy คืออะไร

Enthalpy คือปริมาณความร้อนที่ระบบอุณหพลศาสตร์ปลดปล่อยหรือดูดซับจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเมื่ออยู่ภายใต้ความดันคงที่ระบบ thermodynamic จะเป็นวัตถุใด ๆ

ในฟิสิกส์และเคมีเอนทาลปีเป็นปริมาณทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งหน่วยการวัดคือ Joules (J)และแสดงด้วยตัวอักษร H

สูตรการคำนวณเอนทาลปีคือ:

H = E + PV

ที่ไหน:

• H คือเอนทาลปี, E คือพลังงานของระบบอุณหพลศาสตร์, P คือความดันของระบบอุณหพลศาสตร์, V คือปริมาตร

ในสูตรนี้ผลิตภัณฑ์ของความดันคูณด้วยปริมาตร (PV) เท่ากับงานเครื่องกลที่ใช้กับระบบ

ดังนั้นเอนทาลปีจึงเท่ากับพลังงานของระบบเทอร์โมไดนามิกส์บวกกับงานทางกลที่ใช้กับมัน

อย่างไรก็ตามเอนทาลปีของระบบสามารถวัดได้ในขณะที่เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานเท่านั้น การแปรผันของเครื่องหมายΔนั้นก่อให้เกิดสูตรใหม่:

∆H = ∆E + P∆V

ซึ่งหมายความว่าการแปรผันในเอนทัลปี (∆H) เท่ากับการแปรผันของพลังงาน (plusE) รวมถึงงานกลไกที่ใช้กับระบบ (P∆V)

Enthalpy มาจากภาษากรีก enthálpō ซึ่งหมายถึงการเพิ่มหรือเพิ่มความร้อน คำนี้ประกาศใช้ครั้งแรกโดย Heike Kamerlingh Onnes นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ผู้ชนะรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1913

ประเภทของเอนทัลปี

เอนทัลปีมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับสารและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง เมื่อกระบวนการเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยพลังงานมันเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนในขณะที่การจับพลังงานหมายความว่ามันเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน

จากด้านบน enthalpies แบ่งออกเป็น:

การพัฒนาเอนทัลปี

มันเป็นพลังงานที่จำเป็นในการสร้างโมเลกุลของสารจากองค์ประกอบที่ประกอบขึ้นมา จำได้ว่าโมลเป็นหน่วยของการวัดของสารเทียบเท่ากับ 6.023x10 ²³อะตอมหรือโมเลกุล

ตัวอย่างของการก่อตัวเอนทาลปีคือการรวมกันของออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H) เพื่อสร้างน้ำ (H ₂ O) ซึ่งพลังงานหรือการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี (ΔH) คือ -285,820 KJ / mol

ปฏิกิริยาเอนทาลปี

เป็นพลังงานที่ปลดปล่อยปฏิกิริยาเคมีภายใต้แรงดันคงที่

ตัวอย่างของเอนทาลปีของปฏิกิริยาคือการก่อตัวของมีเธน (CH4) จากการรวมตัวของคาร์บอน (C) และไฮโดรเจน (H):

C + 2H ₂ → CH ₄

ดูปฏิกิริยาทางเคมี

Enthalpy ของการแก้ปัญหา

หมายถึงปริมาณของความร้อนที่ปล่อยออกมาหรือถูกดูดซับโดยสารเมื่อละลายในสารละลายน้ำ

ตัวอย่างของเอนทัลปีของสารละลายคือเกิดอะไรขึ้นเมื่อละลายกรดซัลฟูริก (H ₂ SO ₄) ในน้ำ (H ₂ O) ปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาจากกรดนั้นสูงมากจนเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่ต้องใช้กับมาตรการความปลอดภัยบางอย่าง

ทำให้เอนทัลปีเป็นกลาง

เป็นพลังงานที่ถูกดักจับหรือปล่อยออกมาเมื่อมีการผสมกันระหว่างกรดและเบส

ตัวอย่างของการวางตัวเป็นกลางคือเมื่อเราผสมกรดอะซิติก (CH₃COOH) กับไบคาร์บอเนต (NaHCO₃)

ดูกรดและเบส

เอนทัลปีการเผาไหม้

เป็นพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อสารอินทรีย์หนึ่งโมเลกุลทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂₎

ตัวอย่างของเอนทาลปีของการเผาไหม้ที่เกิดจากก๊าซโพรเพน (C ₃ H ₈) ซึ่งปล่อยพลังงานที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในประเทศ:

C ₃ H ₈ + 5 O ₂ → 3CO ₂ + 4H ₂ O

เผยแพร่ 2,044 x 10 ³ KJ / mol

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

ดูการเผาไหม้ด้วย

การสลายตัวเอนทาลปี

มันคือปริมาณของความร้อนหรือพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อโมเลกุลหนึ่งของสารถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบที่เรียบง่าย

ตัวอย่างของเอนฮาลปีการสลายตัวคือเมื่อไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวเป็นน้ำและออกซิเจน:

2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O ₂

96.5KJ / mol ถูกปล่อยออกมา

รูปแบบ Enthalpy (ΔH) = 96.5KJ / mol

เอนทาลปีของการละลาย

มันหมายถึงปริมาณความร้อนหรือพลังงานที่สารจับหรือปล่อยออกมาเมื่อเติมน้ำเข้าไปในสารละลาย

ตัวอย่างของการละลายเอนทาลปีคือเมื่อเราใส่ผงซักฟอกแบบผงลงในน้ำ

ดูเพิ่มเติมที่โซลูชันทางเคมี

การเปลี่ยนเฟสเอนทัลปี

มันหมายถึงการแลกเปลี่ยนพลังงานที่เกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบเปลี่ยนสถานะ (ของแข็งของเหลวหรือก๊าซ) ในแง่นี้เรามี:

• Enthalpy of fusion: การเปลี่ยนเอนทัลปีในการเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวEnthalpy ของการระเหิด: การเปลี่ยนเอนทัลปีในการเปลี่ยนจากของแข็งเป็นก๊าซ เอนทัลปีการระเหย: ทางจากของเหลวเป็นแก๊ส

ตัวอย่างของการเปลี่ยนเฟสเอนทาลปีคือสิ่งที่เกิดขึ้นในวัฏจักรของน้ำตั้งแต่เมื่อไปจากของเหลวไปยังสถานะที่เป็นก๊าซหรือของแข็ง ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงพลังงานในการเปลี่ยนสถานะของน้ำจากของเหลวเป็นก๊าซที่ 100 ° C เท่ากับ 40.66 KJ / mol

ดูเพิ่มเติมที่:

• ปฏิกิริยาดูดความร้อนปฏิกิริยาดูดความร้อน

เอนทาลปีคืออะไร

Enthalpy ใช้วัดความแปรผันของพลังงานที่เกิดขึ้นในระบบอย่างแม่นยำไม่ว่าจะเมื่อนำหรือปล่อยพลังงานออกสู่สิ่งแวดล้อม

เอนทัลปีเป็นแนวคิดที่ซับซ้อนของอุณหพลศาสตร์ที่มักไม่ใช้ในชีวิตประจำวันเนื่องจากเราไม่ได้คำนวณพลังงานที่จำเป็นสำหรับน้ำร้อนสำหรับชาเช่น อย่างไรก็ตามมันเป็นไปได้ที่จะเข้าใจวิธีการทำงานกับตัวอย่างในชีวิตประจำวัน

เมื่อเราต้มน้ำอุณหภูมิจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงจุดเดือด (100 ° C) ในกรณีนี้เรากำลังพูดถึง enthalpy เชิงลบเนื่องจากระบบอุณหพลศาสตร์ต้องใช้พลังงานจากสิ่งแวดล้อมเพื่อเพิ่มอุณหภูมิ

ในทางกลับกันเมื่อเราปล่อยให้น้ำเย็นตัวลงหลังจากถูกต้มเล็กน้อยอุณหภูมิของมันจะเริ่มลดลงอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากภายนอก ในกรณีนี้มันเป็นเอนทาลปีเชิงบวกเนื่องจากพลังงานถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม

เอนทาลปีและเอนโทรปี

เอนโทรปีเป็นปริมาณทางกายภาพที่วัดปริมาณพลังงานในระบบที่ไม่สามารถใช้ได้ โดยการคำนวณขนาดนี้เป็นไปได้ที่จะทราบระดับของความผิดปกติหรือความโกลาหลในโครงสร้างของระบบ

ความสัมพันธ์ระหว่างเอนทัลปีกับเอนโทรปีนั้นได้มาจากความสมดุลของระบบ ที่เอนทัลปีน้อย (การแลกเปลี่ยนพลังงาน) ระบบมีแนวโน้มที่จะสมดุล แต่ในเวลาเดียวกันการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีเนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่มากขึ้นของความสับสนวุ่นวายในระบบ

สำหรับส่วนของเอนโทรปีขั้นต่ำแสดงถึงระดับความสับสนวุ่นวายที่ต่ำกว่าดังนั้นการแลกเปลี่ยนพลังงาน (เอนทาลปี) จะยิ่งมากขึ้น