Bei der Arbeit mit Berechnungen, Berechnungen und Prognosen verschiedener Phänomene im Zusammenhang mit der Wärmetechnik stößt jeder auf den Begriff der Enthalpie. Aber bei Menschen, deren Spezialgebiet nicht die Wärmeenergietechnik ist oder denen solche Begriffe nur oberflächlich begegnen, löst das Wort „Enthalpie“ Angst und Schrecken aus. Also, lasst uns herausfinden, ist wirklich alles so beängstigend und unverständlich?
Vereinfacht ausgedrückt bezeichnet der Begriff Enthalpie die Energie, die bei einem konstanten Druck zur Umwandlung in Wärme zur Verfügung steht. Das aus dem Griechischen übersetzte Konzept der Enthalpie bedeutet „Wärme“. Das heißt, die Formel, die die elementare Summe aus innerer Energie und geleisteter Arbeit enthält, heißt Enthalpie. Dieser Wert wird mit dem Buchstaben i bezeichnet.
Wenn wir das Obige in physikalische Größen schreiben, die Formel umwandeln und ableiten, erhalten wir i = u + pv (wobei u die innere Energie ist; p, u sind der Druck und das spezifische Volumen des Arbeitsmediums im gleichen Zustand, für den das interner Energiewert genommen wird). Die Enthalpie ist eine additive Funktion, d. h. die Enthalpie des gesamten Systems ist gleich der Summe aller seiner Bestandteile.
Der Begriff „Enthalpie“ ist komplex und vielschichtig.
Aber wenn Sie versuchen, es zu verstehen, wird alles sehr einfach und klar sein.
- Um zu verstehen, was Enthalpie ist, ist es zunächst wichtig, die allgemeine Definition zu kennen, was wir getan haben.
- Zweitens lohnt es sich, den Mechanismus für das Erscheinen dieser physischen Einheit zu finden und zu verstehen, woher sie kommt.
- Drittens müssen wir Verbindungen zu anderen physischen Einheiten finden, die untrennbar mit ihnen verbunden sind.
- Und schließlich, viertens, müssen Sie sich die Beispiele und Formeln ansehen.
Nun, der Funktionsmechanismus ist klar. Sie müssen es nur sorgfältig lesen und verstehen. Wir haben uns bereits mit dem Begriff „Enthalpie“ beschäftigt und auch seine Formel angegeben. Aber es stellt sich sofort eine andere Frage: Woher kommt diese Formel und warum hängt Entropie beispielsweise mit innerer Energie und Druck zusammen?
Wesen und Bedeutung
Um die physikalische Bedeutung des Begriffs „Enthalpie“ herauszufinden, müssen Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik kennen:
Energie verschwindet nicht im Nirgendwo und entsteht nicht aus dem Nichts, sondern geht nur in gleichen Mengen von einer Art zur anderen über. Ein Beispiel hierfür ist die Umwandlung von Wärme (Wärmeenergie) in mechanische Energie und umgekehrt.
Wir müssen die Gleichung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik in die Form dq = du + pdv = du + pdv + vdp – vdp = d(u + pv) – vdp umwandeln. Von hier aus sehen wir den Ausdruck (u + pv). Dieser Ausdruck wird Enthalpie genannt (die vollständige Formel wurde oben angegeben).
Auch die Enthalpie ist eine Zustandsgröße, denn die Komponenten u (Spannung) und p (Druck), v (spezifisches Volumen) haben für jede Größe spezifische Werte. Mit diesem Wissen kann der erste Hauptsatz der Thermodynamik wie folgt umgeschrieben werden: dq = di – vdp.
In der technischen Thermodynamik werden Enthalpiewerte verwendet, die von einem konventionell akzeptierten Nullpunkt aus berechnet werden. Alle Absolutwerte dieser Größen sind sehr schwer zu bestimmen, da hierfür alle Komponenten der inneren Energie eines Stoffes beim Zustandswechsel von O nach K berücksichtigt werden müssen.
Die Formel und die Werte der Enthalpie wurden 1909 vom Wissenschaftler G. Kamerlingh Onnes angegeben.
Im Ausdruck ist i die spezifische Enthalpie; für die gesamte Körpermasse wird die Gesamtenthalpie mit dem Buchstaben I bezeichnet; nach dem universellen Einheitensystem wird die Enthalpie in Joule pro Kilogramm gemessen und wie folgt berechnet:
Funktionen
Die Enthalpie („E“) ist eine der Hilfsfunktionen, mit deren Hilfe thermodynamische Berechnungen deutlich vereinfacht werden können. Beispielsweise werden in der Wärmeenergietechnik (in Dampfkesseln oder der Brennkammer von Gasturbinen und Strahltriebwerken sowie in Wärmetauschern) eine Vielzahl von Wärmebereitstellungsprozessen bei konstantem Druck durchgeführt. Aus diesem Grund werden Enthalpiewerte üblicherweise in Tabellen thermodynamischer Eigenschaften angegeben.
Die Bedingung für die Erhaltung der Enthalpie liegt insbesondere der Joule-Thomson-Theorie zugrunde. Oder ein Effekt, der bei der Verflüssigung von Gasen wichtige praktische Anwendung gefunden hat. Somit ist die Enthalpie die Gesamtenergie des expandierten Systems, die die Summe aus innerer Energie und äußerer Energie darstellt – Druckpotentialenergie. Wie jeder Zustandsparameter kann die Enthalpie durch jedes Paar unabhängiger Zustandsparameter bestimmt werden.
Basierend auf den obigen Formeln können wir auch sagen: „E“ einer chemischen Reaktion ist gleich der Summe der Verbrennungsenthalpien der Ausgangsstoffe minus der Summe der Verbrennungsenthalpien der Reaktionsprodukte.
Im Allgemeinen ist eine Änderung der Energie eines thermodynamischen Systems keine notwendige Bedingung für eine Änderung der Entropie dieses Systems.
Hier haben wir uns also mit dem Konzept der „Enthalpie“ befasst. Es ist erwähnenswert, dass „E“ untrennbar mit der Entropie verbunden ist, worüber Sie später auch mehr erfahren können.
Enthalpie vs. Entropie
Neugier ist ein Aspekt eines Menschen, der ihm hilft, verschiedene Phänomene in der Welt zu entdecken. Eine Person schaut in den Himmel und fragt sich, wie Regen entsteht. Eine Person schaut auf den Boden und fragt sich, wie Pflanzen wachsen können. Dies ist ein alltägliches Phänomen, dem wir in unserem Leben begegnen, aber diejenigen Menschen, die nicht neugierig genug sind, versuchen nie, die Antworten zu finden, warum solche Phänomene existieren. Biologen, Chemiker und Physiker sind nur einige, die auf der Suche nach Antworten sind. Unsere moderne Welt ist heute mit den Gesetzen der Wissenschaft wie der Thermodynamik verknüpft. „Thermodynamik“ ist ein Zweig der Naturwissenschaften, der sich mit der Untersuchung der inneren Bewegungen von Körpersystemen befasst. Hierbei handelt es sich um eine Untersuchung des Zusammenhangs von Wärme mit verschiedenen Energie- und Arbeitsformen. Anwendungen der Thermodynamik finden sich im Stromfluss und beim einfachen Drehen und Drehen von Schrauben und anderen einfachen Maschinen. Solange Wärme und Reibung im Spiel sind, existiert Thermodynamik. Die beiden häufigsten Prinzipien der Thermodynamik sind Enthalpie und Entropie. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Unterschiede zwischen Enthalpie und Entropie.
In einem thermodynamischen System wird das Maß seiner Gesamtenergie als Enthalpie bezeichnet. Um ein thermodynamisches System zu schaffen, ist innere Energie erforderlich. Diese Energie dient als Impuls bzw. Auslöser für die Entstehung des Systems. Die Einheiten der Enthalpie sind Joule (Internationales Einheitensystem) und Kalorie (British Thermal Unit). „Enthalpie“ ist das griechische Wort „enthalpos“ (Wärme einströmen lassen). Heike Kamerlingh Onnes war die Person, die das Wort prägte, während Alfred W. Porter derjenige war, der das Symbol „H“ für „Enthalpie“ bezeichnete. Bei biologischen, chemischen und physikalischen Messungen ist die Enthalpie der am meisten bevorzugte Ausdruck für Änderungen der Energie eines Systems, da sie die Fähigkeit besitzt, spezifische Definitionen der Energieübertragung zu vereinfachen. Es ist nicht möglich, einen Wert für die Gesamtenthalpie zu ermitteln, da die Gesamtenthalpie des Systems nicht direkt gemessen werden kann. Nur die Enthalpieänderung ist das bevorzugte Maß für die Menge und nicht der absolute Wert der Enthalpie. Bei endothermen Reaktionen kommt es zu einer positiven Enthalpieänderung, während es bei exothermen Reaktionen zu einer negativen Enthalpieänderung kommt. Vereinfacht ausgedrückt entspricht die Enthalpie eines Systems der Summe der nichtmechanischen Arbeit und der zugeführten Wärme. Bei konstantem Druck entspricht die Enthalpie der Änderung der inneren Energie des Systems und der Arbeit, die das System auf seine Umgebung ausübt. Mit anderen Worten: Unter solchen Bedingungen kann Wärme durch eine bestimmte chemische Reaktion aufgenommen oder abgegeben werden.
„Entropie“ ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Dies ist eines der grundlegendsten Gesetze auf dem Gebiet der Physik. Dies ist wichtig für das Verständnis des Lebens und der Erkenntnis. Dies wird als das Gesetz der Unordnung angesehen. Bereits Mitte des letzten Jahrhunderts wurde „Entropie“ mit umfangreichen Bemühungen von Clausius und Thomson formuliert. Clausius und Thomson ließen sich von Carnots Beobachtung der Strömung inspirieren, die ein Mühlrad dreht. Carnot erklärte, dass Thermodynamik der Wärmefluss von höheren zu niedrigeren Temperaturen ist, der eine Dampfmaschine zum Laufen bringt. Clausius war derjenige, der den Begriff „Entropie“ prägte. Das Symbol für Entropie ist „S“, was besagt, dass eine Welt von Natur aus aktiv ist, wenn sie spontan wirkt, um das Vorhandensein thermodynamischer Kräfte zu zerstreuen oder zu minimieren.
„Enthalpie“ ist die Übertragung von Energie und „Entropie“ ist das Gesetz der Unordnung.
Die Enthalpie erhält das Symbol „H“ und die Entropie das Symbol „S“.
Heike Kamerlingh Onnes prägte den Begriff „Enthalpie“ und Clausius prägte den Begriff „Entropie“.
Innere Energie (U) eines Stoffes besteht aus der kinetischen und potentiellen Energie aller Teilchen des Stoffes, mit Ausnahme der kinetischen und potentiellen Energie des Stoffes als Ganzes. Die innere Energie hängt von der Art der Substanz, ihrer Masse, ihrem Druck und ihrer Temperatur ab. Bei chemischen Reaktionen führt der Unterschied in der inneren Energie von Stoffen vor und nach der Reaktion zum thermischen Effekt der chemischen Reaktion. Man unterscheidet zwischen der thermischen Wirkung einer chemischen Reaktion, die bei einem konstanten Volumen Q v durchgeführt wird (isochorische thermische Wirkung), und der thermischen Wirkung einer Reaktion bei konstantem Druck Q p (isobarer thermischer Effekt).
Der thermische Effekt bei konstantem Druck wird mit umgekehrtem Vorzeichen als Änderung der Reaktionsenthalpie bezeichnet (ΔH = -Q p).
Die Enthalpie hängt mit der inneren Energie H = U + pv zusammen, wobei p der Druck und v das Volumen ist.
Entropie (S)– ein Maß für die Unordnung in einem System. Die Entropie eines Gases ist größer als die einer Flüssigkeit und eines Feststoffs. Entropie ist der Logarithmus der Wahrscheinlichkeit der Existenz des Systems (Boltzmann 1896): S = R ln W, wobei R die universelle Gaskonstante und W die Wahrscheinlichkeit der Existenz des Systems ist (die Anzahl der Mikrozustände, die einen bestimmten Makrozustand erzeugen können). ). Die Entropie wird in J/molּK und Entropieeinheiten (1e.u. =1J/molּK) gemessen.
Gibbs-Potenzial (G) oder isobar-isothermes Potential. Diese Funktion des Systemzustands wird als treibende Kraft einer chemischen Reaktion bezeichnet. Gibbs-Potenzial hängt mit Enthalpie und Entropie durch die Beziehung zusammen:
∆G = ∆H – T ∆S, wobei T die Temperatur in K ist.
6.4 Gesetze der Thermochemie. Thermochemische Berechnungen.
Hesssches Gesetz(Herman Ivanovich Hess 1840): Die thermische Wirkung einer chemischen Reaktion hängt nicht vom Weg ab, auf dem der Prozess abläuft, sondern vom Anfangs- und Endzustand des Systems.
Lavoisier-Laplace-Gesetz: Der thermische Effekt der Hinreaktion ist gleich dem thermischen Effekt der Rückreaktion mit umgekehrtem Vorzeichen.
Das Hesssche Gesetz und seine Konsequenzen werden zur Berechnung von Änderungen der Enthalpie, Entropie und des Gibbs-Potentials bei chemischen Reaktionen verwendet:
∆H = ∑∆H 0 298 (Forts.) - ∑∆H 0 298 (Original)
∆S = ∑S 0 298 (Forts.) - ∑S 0 298 (Original)
∆G = ∑∆G 0 298 (Forts.) - ∑∆G 0 298 (Original)
Formulierung des Korollars aus dem Hessschen Gesetz zur Berechnung der Enthalpieänderung einer Reaktion: Die Enthalpieänderung einer Reaktion ist gleich der Summe der Bildungsenthalpien der Reaktionsprodukte minus der Summe der Bildungsenthalpien der Ausgangsstoffe unter Berücksichtigung der Stöchiometrie.
∆H 0 298 – Standardbildungsenthalpie (die Wärmemenge, die bei der Bildung von 1 Mol eines Stoffes aus einfachen Stoffen unter Standardbedingungen freigesetzt oder absorbiert wird). Standardbedingungen: Druck 101,3 kPa und Temperatur 25 0 C.
Berthelot-Thomsen-Prinzip: Alle spontanen chemischen Reaktionen laufen mit einer Abnahme der Enthalpie ab. Dieses Prinzip funktioniert bei niedrigen Temperaturen. Bei hohen Temperaturen können Reaktionen mit zunehmender Enthalpie ablaufen.
VORTRAG Nr. 8.
Muster chemischer Reaktionen
Einführung in die Thermodynamik. Das Konzept der Entropie, Enthalpie, Gibbs-Energie. Es besteht die Möglichkeit, dass chemische Reaktionen auftreten. Enthalpie- und Entropiefaktoren von Prozessen.
Chemische Thermodynamik
Die Frage, ob diese oder jene spontane Reaktion unter bestimmten Bedingungen grundsätzlich möglich ist, wird von behandelt chemische Thermodynamik. Beispielsweise ist die Explosion von Schießpulver (Salpeter, Schwefel und Kohle) allein nicht möglich. Unter normalen Bedingungen findet die Reaktion nicht statt. Um es zu starten, benötigen Sie T° oder einen Schlag.
Die chemische Thermodynamik betrachtet den Übergang eines Systems von einem Zustand in einen anderen und ignoriert dabei den Übergangsmechanismus völlig. Dabei wird berücksichtigt, wie der Übergang von Ausgangsstoffen in Reaktionsprodukte abläuft und wie die Geschwindigkeit von den Reaktionsbedingungen abhängt chemische Kinetik. Wenn eine Reaktion thermodynamisch verboten ist, ist es sinnlos, ihre Geschwindigkeit zu berücksichtigen; diese Reaktion verläuft nicht spontan.
Ist die Reaktion thermodynamisch möglich, kann die Geschwindigkeit beispielsweise durch Einführung eines Katalysators verändert werden. Theorien, Gesetze und numerische Eigenschaften sind notwendig, um Reaktionen zu kontrollieren: um die Korrosionsprozesse von Metallen zu verlangsamen oder die Zusammensetzung von Raketentreibstoff zusammenzustellen usw.
Thermodynamik - die Wissenschaft der Umwandlung einer Art von Energie und Arbeit in eine andere. Es gibt 3 Prinzipien der Thermodynamik.
Chemisches nennt man Thermodynamik Betrachtung der Umwandlung von Energie und Arbeit in chemischen Reaktionen. Dazu müssen Sie es wissen Zustandsfunktion.
Staatsfunktion nennt man eine solche charakteristische Variable eines Systems, die nicht von der Vorgeschichte des Systems abhängt und deren Änderung beim Übergang des Systems von einem Zustand in einen anderen nicht davon abhängt, wie diese Änderung vorgenommen wurde.
(Sisyphos, Berg,
ΔE eines Steins auf einem Berg ist eine Funktion des Zustands)
ΔE – potentielle Energie
ΔE = mg(h 2 -h 1)
Um Zustandsfunktionen verwenden zu können, müssen Sie die Zustände selbst definieren.
Statusoptionen
|
P-Druck |
|
|
V – Lautstärke |
der vom System eingenommene Raumanteil. |
|
ν – Anzahl der Mol |
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T – Temperatur |
Für ein ideales Gas gilt: T = 273,16 K für den Tripelpunkt von Wasser. |
|
Т˚ - Standard-t˚ |
Т˚ = 25˚С = 298,16 K |
|
Р˚ - Standard Р |
Р˚ = 1 atm = 760 mm Hg. = 101,3 kPa |
;
;Statusfunktionen
|
U – innere Energie |
|
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H – Enthalpie |
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|
S – Entropie |
|
|
G – Gibbs-Energie |
|
A und Q, d.h. Arbeit und Wärme sind zwei Funktionen, mit denen sich die Thermodynamik befasst, die aber keine Zustandsfunktionen sind.
Jedes System, dessen Übergang von einem Zustand in einen anderen von der Thermodynamik berücksichtigt wird, kann Folgendes haben:
ICH konstante Lautstärke(d. h. zum Beispiel eine versiegelte Ampulle), V – const.
Prozesse, die bei konstantem Volumen ablaufen, werden aufgerufen isochor, (isochorisch).
II konstanter Druck. isobar Prozesse (isobar), P – const.
III KonstanteT. isotherm Prozesse, T – konst.
Als Prozesse werden Prozesse bezeichnet, die in einem System unter Bedingungen ablaufen, bei denen kein Wärmeaustausch zwischen dem System und der äußeren Umgebung stattfindet adiabatisch.
Die vom System aufgenommene Wärme gilt als positiv und die vom System an die Außenumgebung abgegebene Wärme als negativ. Die Wärme wird durch die Zahl J (kJ) bestimmt.
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik. Enthalpie.
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist das Gesetz der Energieerhaltung und -umwandlung.
Die Änderung der inneren Energie des Systems entspricht der Differenz zwischen der Wärmemenge, die das System aus der Umgebung erhält, und der Menge an Arbeit, die das System an der Umgebung verrichtet.
ΔU – bei einer chemischen Reaktion – ist die Änderung der inneren Energie des Systems infolge der Umwandlung einer bestimmten Molzahl Ausgangsstoffe in eine bestimmte Molzahl Reaktionsprodukte.
(Differenz zwischen den Energien des End- und Anfangszustands).
Dann 
Wenn die Reaktion isochor ist, dann V-const und 
(d. h. die vom System aufgenommene oder abgegebene Wärmemenge).
Ist die Reaktion isobar, so findet sie bei konstantem Außendruck statt:
Dann
Die meisten chemischen Reaktionen laufen unter isobaren Bedingungen ab, d. h. Es ist notwendig, Q P und die Arbeit der Expansion (Kompression) zu bestimmen.
Um die Situation in der Thermodynamik zu vereinfachen, wurde eine neue Funktion übernommen - Enthalpie N.
Die Enthalpieänderung in der Reaktion ist gleich:
Unter Berücksichtigung von Gleichung (1) erhalten wir
und da die Reaktion unter isobaren Bedingungen abläuft, ist P = const 
.
, aber das wissen wir 
, ersetzen wir:
, Dann
, d.h. Die Differenz zwischen den thermischen Effekten derselben Reaktion, gemessen bei konstantem Druck und konstantem Volumen, ist gleich der Expansionsarbeit. Somit steht die Enthalpieänderung in eindeutigem Zusammenhang mit der Wärmemenge, die das System während eines isobaren Übergangs aufnimmt oder abgibt, und die Enthalpieänderung ΔH wird üblicherweise als Maß für den thermischen Effekt einer chemischen Reaktion herangezogen.
Die Hitze eines Feuers, die Kalzinierung von Kalkstein, die Photosynthese von Pflanzen und die Elektrolyse sind Beispiele für den Austausch verschiedener Energieformen.
Der thermische Effekt einer chemischen Reaktion ist die Energieänderung beim isobaren Übergang einer bestimmten Molzahl Ausgangsstoffe in die entsprechende Molzahl Reaktionsprodukte(in J oder kJ).
Sie wird anhand der Enthalpieänderung beim Übergang eines Systems vom Zustand der Ausgangsstoffe in die Reaktionsprodukte gemessen. In diesem Fall wird die Bezeichnung exo- und endotherme Reaktion beibehalten. Gemessen mit einem Kalorimeter. Die thermischen Auswirkungen von Reaktionen, die in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung ablaufen, sind gleich groß und haben entgegengesetzte Vorzeichen.
H 2 + Cl 2 = 2HCl ΔH = – 184 kJ
2HCl = H 2 + Cl 2 ΔН = + 184 kJ
Das Grundgesetz der Thermochemie wurde 1840 von Hess formuliert.
T 
Die thermische Wirkung einer Reaktion hängt nur vom Zustand der Ausgangs- und Endstoffe ab und ist nicht von der Anzahl der Zwischenstufen abhängig.
Um 1 Mol CO 2 zu erhalten, sind 1 Mol C (s) und 1 Mol O 2 (g) erforderlich.
Wenn wir die Stufen und Enthalpien aller Stufen zusammenfassen, finden wir Folgendes:
Dieser Vorgang wird als Zyklus bezeichnet. Um die thermische Wirkung einer Reaktion zu berechnen, ist es notwendig, die Zersetzungsenthalpie der Ausgangsstoffe und die Bildungsenthalpie von Reaktionsprodukten aus einfachen Stoffen zu kennen. Da sie jedoch gleich groß und unterschiedlich im Vorzeichen sind, reicht es aus, eine Enthalpie zu kennen. Weil Enthalpie hängt von seinem Zustand und seinen Bedingungen ab, dann werden alle Zustände und Bedingungen als gleich betrachtet, die als Standard bezeichnet werden.
t˚ = 25˚С, Р = 101,3 kPa
t˚ Die Wirkung einer chemischen Reaktion ist gleich Unterschiede die Summe der Bildungswärmen der Reaktionsprodukte und die Summe der Bildungswärmen der Ausgangsstoffe.
Der Übergang vom Standardzustand in einen anderen geht mit einem Anstieg der Enthalpie einher, d.h. endothermer thermischer Effekt.
einfache Stoffe sind gleich Null.
Wird als Standardenthalpie (Bildungswärme) bezeichnet.
(˚) – bedeutet, dass sich alle Stoffe in Standardzuständen befinden.
Die Bildungsenthalpie eines komplexen Stoffes aus einfachen Stoffen ist der thermische Effekt der Reaktion der Bildung eines bestimmten Stoffes aus einfachen Stoffen in Standardzuständen, bezogen auf 1 Mol des resultierenden Stoffes. . (F– Bildung – Bildung).
Entropie
Die Entropie (S) ist proportional zum Logarithmus der thermodynamischen Wahrscheinlichkeit (W) des Zustands des Systems.
H – Boltzmann-Konstante
Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems. Enpropy wird als Funktion des Zustands eingeführt, dessen Änderung durch das Verhältnis der vom System bei t – T aufgenommenen oder abgegebenen Wärmemenge bestimmt wird.
Wenn das System eine bestimmte Wärmemenge bei konstanter t˚ erhält, dann wird die gesamte Wärme dazu verwendet, die zufällige, chaotische Bewegung der Partikel zu verstärken, d. h. Zunahme der Entropie.
II Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass in einem isolierten System nur Prozesse spontan ablaufen können, die zu einer Erhöhung der Entropie führen.(ungeordnetes System).
Die Verdunstung des Äthers aus der Hand erfolgt spontan mit zunehmender Entropie, aber die Wärme für einen solchen Übergang wird der Hand entzogen, d.h. der Prozess ist endotherm.
III Dritter Hauptsatz der Thermodynamik
Die Entropie eines idealen Kristalls am absoluten Nullpunkt ist Null. Dies ist der dritte Hauptsatz der Thermodynamik.
S˚ 298 – Standardentropie, J/(k mol).
Wenn ΔH groß ist, ist ΔS klein. Aber das ist nicht immer der Fall. Gibbs führte eine neue Zustandsfunktion in die Thermodynamik ein – die Gibbs-Energie – G .
G = H – TS oder ΔG = ΔH – TΔS
In jedem geschlossenen System bei konstantem P und T ist ein solcher spontaner Prozess möglich, der zu einer Abnahme der Gibbs-Energie führtΔG und Enthalpie. ... Gibbs. Enthalpie Und entropisch Faktoren, ihr Einfluss auf Leckage Reaktionen bei niedrigen und hohen Temperaturen. 18. Bewertung Möglichkeiten und Bedingungen fließen Reaktionen ...
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Enthalpie, Auch thermische funktion Und Wärmeinhalt- thermodynamisches Potential, das den Zustand des Systems im thermodynamischen Gleichgewicht charakterisiert, wenn Druck, Entropie und Teilchenzahl als unabhängige Variablen gewählt werden.
Einfach ausgedrückt ist Enthalpie die Energie, die bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck zur Umwandlung in Wärme zur Verfügung steht.
Betrachtet man ein thermomechanisches System als bestehend aus einem Makrokörper (Gas) und einem Kolben mit einer Fläche S mit einer Ladung Gewicht P = pS, Ausgleichsgasdruck R innerhalb des Gefäßes, dann wird ein solches System genannt erweitert.
Enthalpie oder Energie eines erweiterten Systems E gleich der Summe der inneren Energie des Gases U und potentielle Energie des Kolbens bei Belastung E Schweiß = pSx = pV
Somit ist die Enthalpie in einem bestimmten Zustand die Summe der inneren Energie des Körpers und der Arbeit, die aufgewendet werden muss, damit der Körper ein Volumen hat V in eine unter Druck stehende Umgebung einbringen R und im Gleichgewicht mit dem Körper sein. Enthalpie des Systems H hat – ähnlich wie die innere Energie und andere thermodynamische Potentiale – für jeden Zustand eine ganz bestimmte Bedeutung, ist also eine Funktion des Zustands. Daher im Prozess der Zustandsänderung
Beispiele
| Chemische Verbindung | Phase (von Stoffen) | Chemische Formel | Δ H F 0 kJ/mol |
|---|---|---|---|
| Ammoniak | gelöst | NH 3 (NH 4 OH) | −80.8 |
| Ammoniak | gasförmig | NH 3 | −46.1 |
| Natriumcarbonat | solide | Na 2 CO 3 | −1131 |
| Natriumchlorid (Salz) | gelöst | NaCl | −407 |
| Natriumchlorid (Salz) | solide | NaCl | −411.12 |
| Natriumchlorid (Salz) | flüssig | NaCl | −385.92 |
| Natriumchlorid (Salz) | gasförmig | NaCl | −181.42 |
| Natriumhydroxid | gelöst | NaOH | −469.6 |
| Natriumhydroxid | solide | NaOH | −426.7 |
| Natriumnitrat | gelöst | NaNO3 | −446.2 |
| Natriumnitrat | solide | NaNO3 | −424.8 |
| Schwefeldioxid | gasförmig | SO 2 | −297 |
| Schwefelsäure | flüssig | H2SO4 | −814 |
| Silizium | solide | SiO2 | −911 |
| Stickstoffdioxid | gasförmig | NEIN 2 | +33 |
| Stickstoffmonoxid | gasförmig | NEIN | +90 |
| Wasser | flüssig | H2O | −286 |
| Wasser | gasförmig | H2O | −241.8 |
| Kohlendioxid | gasförmig | CO2 | −393.5 |
| Wasserstoff | gasförmig | H 2 | 0 |
| Fluor | gasförmig | F 2 | 0 |
| Chlor | gasförmig | Cl2 | 0 |
| Brom | flüssig | BR 2 | 0 |
| Brom | gasförmig | BR 2 | 0 |
Invariante Enthalpie in der relativistischen Thermodynamik
Bei der Konstruktion relativistischer Thermodynamik (unter Berücksichtigung der speziellen Relativitätstheorie) ist es normalerweise am bequemsten, die sogenannte invariante Enthalpie zu verwenden – für ein System, das sich in einem bestimmten Gefäß befindet.
Bei diesem Ansatz wird die Temperatur als Lorentz-Invariante definiert. Entropie ist ebenfalls eine Invariante. Da die Wände das System beeinflussen, ist der Druck die natürlichste unabhängige Variable, und daher ist es zweckmäßig, die Enthalpie als thermodynamisches Potential anzunehmen.
Für ein solches System bilden die „gewöhnliche“ Enthalpie und der Impuls des Systems einen 4-Vektor, und die invariante Funktion dieses 4-Vektors wird verwendet, um die invariante Enthalpie zu bestimmen, die in allen Referenzsystemen gleich ist:
Die Grundgleichung der relativistischen Thermodynamik wird durch das invariante Enthalpiedifferential wie folgt geschrieben:
Mit dieser Gleichung können Sie jede Frage der Thermodynamik bewegter Systeme lösen, sofern die Funktion bekannt ist.
siehe auch
Quellen
- Bolgarsky A.V., Mukhachev G.A., Shchukin V.K., „Thermodynamik und Wärmeübertragung“ Ed. 2., überarbeitet und zusätzlich M.: „Higher School“, 1975, 495 S.
- Kharin A. N., Kataeva N. A., Kharina L. T., Hrsg. Prof. Kharina A. N. „Chemiekurs“, M.: „Higher School“, 1975, 416 S.
Anmerkungen
Wikimedia-Stiftung. 2010.
Synonyme:Sehen Sie, was „Enthalpie“ in anderen Wörterbüchern ist:
Enthalpie- (vom griechischen Enthalpo I Wärme), eine Funktion des Zustands eines thermodynamischen Systems, deren Änderung bei konstantem Druck gleich der dem System zugeführten Wärmemenge ist, daher wird die Enthalpie oft als thermische Funktion oder Wärmeinhalt bezeichnet .… … Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch
- (vom griechischen enthalpo I heat) eine eindeutige Funktion H des Zustands eines thermodynamischen Systems mit unabhängigen Parametern der Entropie S und des Drucks p, bezogen auf die innere Energie U durch die Beziehung H = U + pV, wobei V das Volumen ist vom System. Bei konstantem p ist die Änderung... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch
- (Bezeichnung H), die Menge an thermodynamischer (thermischer) Energie, die in einem Stoff enthalten ist. In jedem System ist die Enthalpie gleich der Summe der inneren Energie und dem Produkt aus Druck und Volumen. Gemessen an einer Änderung (normalerweise einer Erhöhung) der Menge... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch
Wärmegehalt Wörterbuch der russischen Synonyme. Enthalpie Substantiv, Anzahl der Synonyme: 1 Wärmeinhalt (1) ASIS Synonymwörterbuch ... Synonymwörterbuch
ENTHALPY- (von griech. enthalpo I heat) Ökosysteme, der Funktionszustand des Ökosystems, der seinen Wärmegehalt bestimmt. Enthalpie ist eine umfangreiche Eigenschaft eines Ökosystems. Ökologisches enzyklopädisches Wörterbuch. Chisinau: Hauptredaktion des Moldauischen Sowjets... ... Ökologisches Wörterbuch
Enthalpie- Funktion des Zustands eines thermodynamischen Systems, gleich der Summe der inneren Energie und dem Produkt aus Volumen und Druck. Hinweis Enthalpie ist eine charakteristische Funktion, wenn Entropie und Druck unabhängige Parameter sind. [Sammlung... ... Leitfaden für technische Übersetzer
- (vom griechischen Enthalpo I Wärme) (Wärmeinhalt, Gibbs-Thermofunktion), thermodynamisches Potential, das den makroskopischen Zustand charakterisiert. Systeme in der Thermodynamik Gleichgewicht bei der Wahl der Entropie S und... ... als wichtigste unabhängige Variablen Physische Enzyklopädie
