化学と物理学におけるエンタルピーの定義

内燃機関のエンタルピーは、内部エネルギーと圧力に体積を掛けて計算されます。

キサネット/ゲッティイメージズ

エンタルピーは、システムの熱力学的特性です。これは、システムの圧力と体積の積に追加された内部エネルギーの合計です。非機械的な作業を行う能力と解放する能力を反映しています。 熱 .

エンタルピーは次のように表されます ひ ;として示される比エンタルピー 時間 .エンタルピーを表すために使用される一般的な単位は、ジュール、カロリー、または BTU (英国熱量単位) です。スロットリング プロセスのエンタルピーは一定です。

エンタルピーではなくエンタルピーの変化が計算されます。これは、ゼロ点を知ることができないため、システムの全エンタルピーを測定できないためです。ただし、ある状態と別の状態の間のエンタルピーの差を測定することは可能です。エンタルピー変化は、一定圧力の条件下で計算することができます。

1 つの例は、はしごに乗っている消防士ですが、煙によって地面の視界が遮られています。彼は、自分の下の地面までの段がいくつあるかはわかりませんが、人を救助する必要がある窓に 3 つの段があることはわかります。同様に、全エンタルピーは測定できませんが、エンタルピーの変化 (3 つのラダー ラング) は測定できます。

エンタルピー式

H = E + PV

ここで、H はエンタルピー、E は系の内部エネルギー、P は圧力、V は体積

d H = T d S + P d の

エンタルピーの重要性は何ですか?

• エンタルピーの変化を測定することで、反応が吸熱反応 (吸収された熱、エンタルピーの正の変化) であったか、発熱反応 (放出熱、エンタルピーの負の変化) であったかを判断できます。
• 化学プロセスの反応熱を計算するために使用されます。
• エンタルピーの変化は、熱の流れを測定するために使用されます 熱量測定 .
• 絞り過程やジュール・トムソン展開を評価するために測定されます。
• エンタルピーは、コンプレッサーの最小電力を計算するために使用されます。
• エンタルピーの変化は、物質の状態が変化するときに発生します。
• 熱工学におけるエンタルピーの応用は他にもたくさんあります。

エンタルピー計算の変更例

氷の融解熱と水の気化熱を使用して、氷が溶けて液体になり、液体が蒸気になるときのエンタルピー変化を計算できます。

の 融合熱 氷の熱は 333 J/g です (つまり、1 グラムの氷が溶けると 333 J が吸収されます)。 気化 100°C での液体の水の量は 2257 J/g です。

パート A: 計算する エンタルピーの変化 、ΔH、これら 2 つのプロセス。

ひ₂O(s) → H₂O(l); ΔＨ＝？
ひ₂O(l) → H₂O(g); ΔＨ＝？
パート B: 計算した値を使用して、0.800 kJ の熱で溶ける氷のグラム数を見つけます。

解決
A. 融解熱と気化熱はジュール単位なので、まずキロジュールに換算します。を使用して 周期表 、私たちはそれを知っています 1 水のモル (H₂O) は 18.02 g です。したがって：
融合 ΔH = 18.02 g x 333 J / 1 g
融合 ΔH = 6.00 x 10³J
融合 ΔH = 6.00 kJ
蒸発 ΔH = 18.02 g x 2257 J / 1 g
蒸発 ΔH = 4.07 x 10⁴J
気化 ΔH = 40.7 kJ
したがって、完成した熱化学反応は次のとおりです。
ひ₂O(s) → H₂O(l); ΔH = +6.00kJ
ひ₂O(l) → H₂O(g); ΔH = +40.7kJ
B. これで、次のことがわかりました。
1モルH₂O(秒) = 18.02 gH₂O(s) ~ 6.00 kJ
この換算係数を使用すると、次のようになります。
0.800 kJ x 18.02 g の氷 / 6.00 kJ = 2.40 g の氷が溶けた

答え

A. ひ₂O(s) → H₂O(l); ΔH = +6.00kJ

ひ₂O(l) → H₂O(g); ΔH = +40.7kJ

B. 溶けた氷 2.40g