И в физике, и в химии используется понятие для измерения энергии, содержащейся в теле. Мы говорим о энтальпия. Это тип измерения, который показывает количество энергии, содержащейся в теле или системе, имеющей определенный объем, подвергающейся давлению и способной обмениваться с окружающей средой. Энтальпия системы обозначается буквой H, а связанная с ней физическая единица для обозначения значений энергии — джоуль.
В этой статье мы расскажем вам все характеристики и значение энтальпии.
Características principales
Можно сказать, что энтальпия равна внутренней энергии, которую имеет система, плюс давление, умноженное на объем той же системы. Когда мы видим, что энергия системы, давление и объем являются функциями состояния, энтальпия тоже. Это означает, что, когда придет время, это может произойти в определенных конечных начальных условиях, так что переменная может помочь изучить всю систему в целом.
Первым делом нужно знать, что такое энтальпия образования. Это о поглощенное тепло, забываемое системой, когда 1 моль вещества продукта производится из элементов в нормальном состоянии. Эти состояния могут быть твердыми, жидкими или газообразными, а в некоторых случаях и растворами. Аллотропное состояние является наиболее стабильным. Например, наиболее устойчивым аллотропным состоянием углерода является графит, и он встречается при нормальных условиях, когда значения давления составляют 1 атмосфера и температура 25 градусов. Знание энтальпии имеет решающее значение для понимания энергии, участвующей в различных химических реакциях, а также для анализа воздействие волн тепла.
Мы подчеркиваем, что энтальпии образования в соответствии с тем, что мы определили, рассчитаны на 1 моль произведенного соединения. Таким образом, в зависимости от количества существующих продуктов реагентов, реакцию необходимо будет скорректировать с помощью дробных коэффициентов.
Энтальпия образования
Мы знаем, что в любом химическом процессе энтальпия образования может быть как положительной, так и отрицательной. Эта энтальпия положительна, когда реакция эндотермическая. Эндотермичность химической реакции означает, что она может поглощать тепло среды. С другой стороны, у нас отрицательная энтальпия, когда реакция экзотермическая. То, что химическая реакция является экзотермической, означает, что она выделяет тепло из системы наружу.
Для протекания экзотермической реакции реагенты должны обладать большей энергией, чем продукты. Напротив, для осуществления эндотермической реакции реагенты должны иметь меньше энергии, чем продукты. Для того чтобы химическое уравнение всего этого было записано правильно, должен выполняться закон сохранения вещества. То есть химическое уравнение должно содержать информацию о физическом состоянии реагентов и продуктов, что является ключевым при изучении.
Вы также должны иметь в виду, что у чистых веществ энтальпия образования равна нулю. Эти значения энтальпии находятся в стандартных условиях, как мы упоминали выше, и в их наиболее стабильной форме. В химической системе, где существуют реагенты и продукты, энтальпия реакции равна энтальпии образования при стандартных условиях.
Энтальпия реакции
Мы уже упоминали, что такое энтальпия образования. Теперь мы собираемся описать, что такое энтальпия реакции. Это термодинамическая функция, которая помогает рассчитать количество тепла, которое было получено, или количество тепла, которое было передано во время химической реакции. Требуется найти равновесие в теплообмене как реагентов, так и продуктов. Одним из аспектов, который необходимо учитывать при расчете энтальпии реакции, является то, что сама реакция должна происходить при постоянном давлении. То есть в течение всего времени, необходимого для протекания химической реакции, давление должно оставаться постоянным.
Мы знаем, что энтальпия имеет размерность энергии и поэтому измеряется в джоулях. Чтобы понять отношение энтальпии к теплу, которое обменивается во время химической реакции необходимо перейти к первому закону термодинамики. И именно этот первый закон говорит нам, что тепло, которое обменивается в термодинамическом процессе, равно изменению внутренней энергии вещества или веществ, участвующих в процессе, плюс работа, выполняемая этими веществами во время процесса.
Мы знаем, что все химические реакции — это не что иное, как различные термодинамические процессы, происходящие при определенном давлении. Наиболее распространенные значения давления приведены в условиях стандартного атмосферного давления. Поэтому все термодинамические процессы, происходящие таким образом, называются изобарическими, так как они происходят при постоянном давлении.
Очень часто называют энтальпийным теплом. Однако должно быть ясно, что это не то же самое, что тепло, а теплообмен. То есть уроком может быть не тепло, а не внутреннее тепло реагентов и продуктов. Это тепло, которое передается в процессе химической реакции.
Отношения с теплом
В отличие от того, что мы обсуждали ранее, энтальпия является функцией состояния. Когда мы вычисляем изменение энтальпии, мы на самом деле вычисляем разницу двух функций. Эти функции обычно зависят исключительно от состояния системы. Это состояние системы меняется в зависимости от внутренней энергии и объема самой системы. Как мы знаем, версия остается постоянной на протяжении всей химической реакции, энтальпия реакции - это не что иное, как функция состояния, которая зависит как от внутренней энергии, так и от объема.
Следовательно, мы можем определить энтальпию реагентов в химической реакции как сумму каждого из них. С другой стороны, мы определяем то же самое, но в продуктах, как сумму энтальпий всех продуктов.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать об энтальпии и ее характеристиках.