Entalpi neden kapsamlı bir özelliktir? + Örnek

Entalpi neden kapsamlı bir özelliktir? + Örnek
Anonim

İlk olarak, kapsamlı bir özellik mevcut malzemenin miktarına bağlı olan özelliktir. Örneğin, kütle geniş bir özelliktir çünkü malzeme miktarını ikiye katlarsanız kütle iki katına çıkar. Yoğun bir özellik, mevcut malzeme miktarına bağlı olmayan bir özelliktir. Yoğun özelliklere örnekler sıcaklıktır. # T # ve baskı # P #.

Entalpi, bir ısı içeriği ölçüsüdür, bu nedenle herhangi bir maddenin kütlesi ne kadar büyük olursa, herhangi bir belirli sıcaklık ve basınçta tutabileceği ısı miktarı o kadar fazla olur.

Teknik olarak, entalpi, herhangi bir faz değişikliği de dahil olmak üzere, sabit kapasitedeki ısı kapasitesinin mutlak sıfırdan, ilgilenilen sıcaklığa kadar entegrali olarak tanımlanmaktadır. Örneğin, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "hedef") C_PdT #

# = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "fus") C_PdT + DeltaH_ "fus" + int_ (T_ "fus") ^ (T_ "vap") C_PdT + DeltaH_ "vap" + int_ (T_ "vap") ^ (T_ "hedef") C_PdT #

Eğer ilgilenilen sıcaklığın kaynama noktasının üstünde olduğunu varsayalım. Sonra geçiyoruz #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "hedef" #.

İki numunenin aynı sıcaklık ve basınçta aynı olması durumunda, Numune B'nin Numune A'nın iki katı kütlesi olması dışında Numune B'nin entalpisi Numune A'nın iki katıdır.

Bu yüzden entalpi değerleri genellikle J / mol veya kJ / mol olarak verilir. Alıntılanan değeri maddenin mol sayısı ile çarpmanız durumunda, entalpi J veya kJ cinsinden elde edilir.

Cevap:

Tanım olarak entalpi (J birimleri), eldeki sistemdeki bileşenlerin miktarıyla orantılı olduğu için geniş bir özelliktir. Bununla birlikte, aynı zamanda kJ / mol veya kJ / kg cinsinden alıntı yapıldığında yoğun bir özelliktir.

Açıklama:

Entalpi, # H #, olarak tanımlanır

#H = U + pV #

# U = "iç enerji" #

# P = "basınç" #

# V = "hacim" #

Bununla birlikte, bir sistemin toplam entalpisini doğrudan ölçemeyiz, bu yüzden sadece entalpi içindeki değişiklikleri ölçebiliriz.

Entalpetteki bir değişiklik, belirli bir reaksiyon / işlemde sabit basınçta gelişen veya emilen ısıdır.

Sabit basınçtaki entalpetteki bu değişiklik şimdi

# H = U + p V #

Entalpi değişimi için SI birimi joule'dir (J) ve sistemdeki bileşenlerin ne kadarına sahip olduğunuza bağlıdır. Sahip olduğunuz madde (ler) ne kadar çok olursa, belirli bir değişiklik için daha fazla ısı emilebilir veya serbest bırakılabilir. Örneğin, 100 g suyun buharlaştırılması, 50 g su için aynı işlemle aynı miktardaki enerjinin iki katını alır. Bu, entalpi'yi kapsamlı bir özellik yapar.

Bununla birlikte, entalpi değerleri tabloları genellikle molar entalpi (kJ / mol) ve spesifik entalpi (kJ / kg) olarak kote edilir. Bunlar, bileşenlerin miktarını zaten göz önünde bulundurdukları için yoğun özelliklerdir (bir mol veya bir kg).

Faz değişimi, reaksiyonun entalpisi ve benzeri gibi birkaç farklı entalpi değişikliği vardır. KJ veya kJ / mol olarak verilebilirler. Hangisi yoğun mu yoksa kapsamlı bir mülk mü olduğunu belirler.

İşte bir örnek ve benzetme ile mantığım. J yerine kJ kullandığımızı unutmayın, çünkü yaygın olarak kullanılır.

298 K'da bir mol su buharlaştırmak için

# H = 44 "kJ" #

veya

# H_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

Bu iki miktar ifade ile ilişkilidir.

# H_ "vap" (H_2O) = (H) / n #

Entalpi değişimi (# AH #) geniştir, oysa molar buharlaşma entalpisi# ΔH_ "vap" (H_2O) #) yoğun.

Şimdi yoğun bir özellik olan yoğunluğa bir göz atalım. Aşağıdaki iki denklem karşılaştırılabilir

# "Yoğunluğu" = "kitle" / "birim" #

ve

# H_ "vap" (H_2O) = (H) / n #

Entalpi cinsinden belli bir miktar (n) değişimi kJ cinsinden verilir.

# H = H_ "vap" (H_2O) * n #

Tıpkı belli bir madde hacmindeki kütlenin verdiği gibi

# "Kitle" = "yoğunluk" * "hacim" #

Yani görüyorsun

# "Yoğunluğu" - = ΔH_ "vap" (H_2O) #

# "Kitle" - = AH #

#"yoğunluk"# ve # ΔH_ "vap" (H_2O) # Oysa yoğun #"kitle"# ve # AH # geniş.