Как рассчитать энтальпию
- Энтальпия: характеристика энергии системы
- Передача тепла и функция состояния
- Формула расчета энтальпии
- Вычисление энтальпии через свободную энергию и энтропию
- Расчет энтальпии через уравнение химической реакции
Энтальпия: характеристика энергии системы
В любом веществе содержится некоторое количество тепла. В физике и химии это тепло называется энтальпией, которая является величиной, характеризующей энергию системы. Энтальпия показывает теплоту реакции и является альтернативой внутренней энергии. Обычно энтальпия указывается при постоянном давлении, когда система имеет некоторый запас энергии.
Передача тепла и функция состояния
В физико-химических процессах происходит передача тепла от одного тела к другому. Это возможно при постоянном давлении и температуре. В роли постоянного давления обычно выступает атмосферное давление. Энтальпия, как и внутренняя энергия, является функцией состояния системы. Внутренняя энергия представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий всей системы и является основой для уравнения энтальпии.
Формула расчета энтальпии
Энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии и давления, умноженного на объем системы. Формула для расчета энтальпии выглядит следующим образом: H=U+pV, где p - давление в системе, V - объем системы. Эта формула используется для расчета энтальпии, когда известны все три величины: давление, объем и внутренняя энергия. Однако существуют и другие способы вычисления энтальпии.
Вычисление энтальпии через свободную энергию и энтропию
Для вычисления энтальпии можно использовать свободную энергию и энтропию. Свободная энергия, или энергия Гиббса, представляет собой часть энтальпии системы, затраченную на превращение в работу. Формула для вычисления свободной энергии выглядит следующим образом: ΔG=ΔH-TΔS (ΔH, ΔG, ΔS - приращения величин). Энтропия в данной формуле является мерой неупорядоченности частиц системы.
Расчет энтальпии через уравнение химической реакции
Энтальпия также может быть рассчитана на основе уравнения химической реакции. Если дано уравнение химической реакции вида A+B=C, то энтальпию можно определить по формуле: dH=dU+ΔnRT, где Δn=nk-nн (nk и nн - число молей продуктов реакции и исходных веществ). При изобарном процессе энтропия равна изменению теплоты в системе: dq=dH. При постоянном давлении энтальпия равна: H=∫СpdT. Если энтальпийный и энтропийный факторы уравновешивают друг друга, приращение энтальпии равно произведению температуры на приращение энтропии.
