Էնթալպիայի հաշվարկ. Էնթալպիա - ինչ է դա պարզ բառերով Էնտրոպիա և ռեակցիայի էնթալպիա

Ցանկացած հաշվարկների, հաշվարկների հետ աշխատելիս և ջերմային ճարտարագիտության հետ կապված տարբեր երևույթների կանխատեսումներ անելիս բոլորին բախվում է էնթալպիա հասկացությունը։ Բայց այն մարդկանց համար, ում մասնագիտությունը չի վերաբերում ջերմաէներգետիկայի կամ միայն մակերեսորեն հանդիպում է նման տերմինների, «էնթալպիա» բառը վախ և սարսափ կներշնչի: Այսպիսով, եկեք պարզենք, արդյոք ամեն ինչ իսկապես այդքան վախկոտ և անհասկանալի է:

Պարզ ասած, էնթալպիա տերմինը վերաբերում է էներգիային, որը հասանելի է որոշակի մշտական ​​ճնշման տակ ջերմության վերածելու համար: Հունարենից թարգմանված էնթալպիա հասկացությունը նշանակում է «ջերմություն»։ Այսինքն՝ ներքին էներգիայի տարրական գումարը և կատարված աշխատանքը պարունակող բանաձևը կոչվում է էնթալպիա։ Այս արժեքը նշվում է i տառով:

Եթե ​​վերը նշվածը գրենք ֆիզիկական մեծություններով, փոխակերպենք և ստացենք բանաձևը, ապա կստանանք i = u + pv (որտեղ u ներքին էներգիան է, p, u-ն աշխատանքային հեղուկի ճնշումն ու հատուկ ծավալն է նույն վիճակում, որի համար վերցված է ներքին էներգիայի արժեքը): Էնթալպիան հավելումային ֆունկցիա է, այսինքն՝ ամբողջ համակարգի էթալպիան հավասար է նրա բոլոր բաղկացուցիչ մասերի գումարին։

«Էնթալպիա» տերմինը բարդ է և բազմակողմանի:

Բայց եթե փորձեք դա հասկանալ, ապա ամեն ինչ շատ պարզ ու պարզ կընթանա:

• Նախ, հասկանալու համար, թե ինչ է էթալպիան, արժե իմանալ ընդհանուր սահմանումը, որը մենք արեցինք:
• Երկրորդ, արժե գտնել այս ֆիզիկական միավորի արտաքին տեսքի մեխանիզմը, հասկանալ, թե որտեղից է այն եկել:
• Երրորդ, մենք պետք է կապեր գտնենք այլ ֆիզիկական միավորների հետ, որոնք անքակտելիորեն փոխկապակցված են նրանց հետ:
• Եվ վերջապես, չորրորդ, դուք պետք է նայեք օրինակներին և բանաձևին:

Դե, գործողության մեխանիզմը պարզ է. Պարզապես պետք է ուշադիր կարդալ և հասկանալ: Մենք արդեն անդրադարձել ենք «Էնթալպիա» տերմինին, տվել ենք նաև դրա բանաձևը։ Բայց անմիջապես մեկ այլ հարց է ծագում՝ որտեղի՞ց է առաջացել այս բանաձևը և ինչո՞ւ է էնտրոպիան կապված, օրինակ, ներքին էներգիայի և ճնշման հետ։

Էությունը և իմաստը

«Էնթալպիա» հասկացության ֆիզիկական իմաստը պարզելու համար անհրաժեշտ է իմանալ թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը.

էներգիան չի անհետանում ոչ մի տեղ և չի առաջանում ոչնչից, այլ միայն անցնում է մի տեսակից մյուսը հավասար քանակությամբ: Դրա օրինակն է ջերմության (ջերմային էներգիայի) անցումը մեխանիկական էներգիայի, և հակառակը։

Մենք պետք է փոխակերպենք թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի հավասարումը dq = du + pdv = du + pdv + vdp – vdp = d(u + pv) – vdp: Այստեղից տեսնում ենք (u + pv) արտահայտությունը։ Հենց այս արտահայտությունն է կոչվում էնթալպիա (ամբողջական բանաձևը տրվել է վերևում):

Էնթալպիան նաև պետական ​​մեծություն է, քանի որ u (լարում) և p (ճնշում), v (հատուկ ծավալ) բաղադրիչները յուրաքանչյուր քանակի համար ունեն հատուկ արժեքներ: Իմանալով դա՝ թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը կարելի է վերաշարադրել այսպես՝ dq = di – vdp:

Տեխնիկական թերմոդինամիկայի մեջ օգտագործվում են էթալպիայի արժեքներ, որոնք հաշվարկվում են պայմանականորեն ընդունված զրոյից: Այս մեծությունների բոլոր բացարձակ արժեքները շատ դժվար է որոշել, քանի որ դրա համար անհրաժեշտ է հաշվի առնել նյութի ներքին էներգիայի բոլոր բաղադրիչները, երբ նրա վիճակը փոխվում է O-ից K-ի:

Էնթալպիայի բանաձևը և արժեքները տրվել են 1909 թվականին գիտնական Գ. Կամերլինգ Օննեսի կողմից:

Արտահայտության մեջ i-ը հատուկ էնթալպիա է, ամբողջ մարմնի զանգվածի համար ընդհանուր էթալպիան նշվում է I տառով, ըստ միավորների ունիվերսալ համակարգի՝ էնթալպիան չափվում է Ջուլերով մեկ կիլոգրամով և հաշվարկվում է հետևյալ կերպ.

Գործառույթներ

Էնթալպիան («E») օժանդակ գործառույթներից մեկն է, որի կիրառման շնորհիվ ջերմադինամիկական հաշվարկները կարող են զգալիորեն պարզեցնել: Օրինակ, ջերմային էներգիայի ճարտարագիտության մեջ ջերմամատակարարման մեծ թվով գործընթացներ (գոլորշու կաթսաներում կամ գազատուրբինների և ռեակտիվ շարժիչների այրման պալատում, ինչպես նաև ջերմափոխանակիչներում) իրականացվում են մշտական ​​ճնշման տակ: Այդ պատճառով էթալպիայի արժեքները սովորաբար տրվում են ջերմադինամիկական հատկությունների աղյուսակներում:

Էնթալպիայի պահպանման պայմանը, մասնավորապես, գտնվում է Ջուլ-Թոմսոնի տեսության հիմքում։ Կամ էֆեկտ, որը կարևոր գործնական կիրառություն է գտել գազերի հեղուկացման մեջ։ Այսպիսով, էթալպիան ընդլայնված համակարգի ընդհանուր էներգիան է, որը ներկայացնում է ներքին էներգիայի և արտաքին էներգիայի գումարը՝ ճնշման պոտենցիալ էներգիա: Ինչպես ցանկացած վիճակի պարամետր, էթալպիան կարող է որոշվել ցանկացած զույգ անկախ վիճակի պարամետրերով:

Նաև, հիմնվելով վերը նշված բանաձևերի վրա, կարող ենք ասել. Քիմիական ռեակցիայի «E»-ն հավասար է ելակետային նյութերի այրման էթալպիաների գումարին` հանած ռեակցիայի արտադրանքի այրման էթալպիաների գումարը:
Ընդհանուր դեպքում թերմոդինամիկական համակարգի էներգիայի փոփոխությունը պարտադիր պայման չէ այս համակարգի էնտրոպիայի փոփոխության համար։

Այսպիսով, այստեղ մենք նայեցինք «էնթալպիա» հասկացությանը: Հարկ է նշել, որ «E»-ն անքակտելիորեն կապված է էնտրոպիայի հետ, որի մասին կարող եք կարդալ նաև ավելի ուշ։

Էնթալպիա ընդդեմ էնտրոպիայի

Հետաքրքրասիրությունը մարդու այն կողմն է, որն օգնում է նրան բացահայտել աշխարհի տարբեր երևույթներ: Մեկ մարդ նայում է երկնքին և զարմանում, թե ինչպես է առաջանում անձրևը: Մեկ մարդ նայում է գետնին և մտածում, թե ինչպես կարող են բույսերը աճել: Սա ամենօրյա երևույթ է, որին մենք հանդիպում ենք մեր կյանքում, բայց այն մարդիկ, ովքեր բավականաչափ հետաքրքրասեր չեն, երբեք չեն փորձում գտնել պատասխանները, թե ինչու են նման երևույթները: Կենսաբանները, քիմիկոսները և ֆիզիկոսները ընդամենը մի քանի հոգի են, ովքեր փորձում են պատասխաններ գտնել: Մեր ժամանակակից աշխարհն այսօր ինտեգրված է գիտության այնպիսի օրենքների հետ, ինչպիսին է թերմոդինամիկան: «Թերմոդինամիկան» բնական գիտության ճյուղ է, որը ներառում է մարմնի համակարգերի ներքին շարժումների ուսումնասիրությունը։ Սա ջերմության փոխհարաբերության ուսումնասիրություն է էներգիայի և աշխատանքի տարբեր ձևերի հետ: Թերմոդինամիկայի կիրառությունները նկատվում են էլեկտրաէներգիայի հոսքի և պտուտակների և այլ պարզ մեքենաների պարզ պտտման և պտտման արդյունքում: Քանի դեռ ջերմությունն ու շփումը ներգրավված են, թերմոդինամիկան գոյություն ունի: Թերմոդինամիկայի երկու ամենատարածված սկզբունքներն են էնթալպիան և էնտրոպիան: Այս հոդվածում դուք ավելին կսովորեք էնթալպիայի և էնտրոպիայի միջև եղած տարբերությունների մասին:

Թերմոդինամիկական համակարգում նրա ընդհանուր էներգիայի չափումը կոչվում է էնթալպիա։ Թերմոդինամիկական համակարգ ստեղծելու համար անհրաժեշտ է ներքին էներգիա: Այս էներգիան ծառայում է որպես համակարգի ստեղծման խթան կամ ձգան: Էնթալպիայի միավորներն են ջուլը (Միավորների միջազգային համակարգ) և կալորիականությունը (բրիտանական ջերմային միավոր): «Էնթալպիա» հունարեն «enthalpos» բառն է (ջերմության մեջ թափել): Հայկե Կամերլինգ Օննեսը եղել է այն անձնավորությունը, ով հորինել է բառը, մինչդեռ Ալֆրեդ Վ. Փորթերը եղել է նա, ով նշանակել է «H» խորհրդանիշը «էնթալպիա» համար։ Կենսաբանական, քիմիական և ֆիզիկական չափումների մեջ էթալպիան ամենանախընտրելի արտահայտությունն է համակարգի էներգիայի փոփոխության համար, քանի որ այն ունի էներգիայի փոխանցման հատուկ սահմանումներ պարզեցնելու ունակություն: Հնարավոր չէ հասնել ընդհանուր էթալպիայի արժեքի, քանի որ համակարգի ընդհանուր էթալպիան ուղղակիորեն հնարավոր չէ չափել: Միայն էնթալպիայի փոփոխությունը քանակի նախընտրելի չափումն է, քան էթալպիայի բացարձակ արժեքը: Էնդոթերմային ռեակցիաներում էթալպիայի դրական փոփոխություն է տեղի ունենում, իսկ էկզոտերմիկ ռեակցիաներում՝ էթալպիայի բացասական փոփոխություն։ Պարզ ասած, համակարգի էթալպիան համարժեք է ոչ մեխանիկական աշխատանքի և մատակարարվող ջերմության գումարին: Մշտական ​​ճնշման դեպքում էթալպիան համարժեք է համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությանը և այն աշխատանքին, որը համակարգը գործադրել է իր շրջապատի վրա: Այլ կերպ ասած, ջերմությունը կարող է կլանվել կամ ազատվել որոշակի քիմիական ռեակցիայի միջոցով նման պայմաններում:

«Էնտրոպիան» թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքն է։ Սա ֆիզիկայի ամենահիմնարար օրենքներից մեկն է։ Սա կարևոր է կյանքը և ճանաչողությունը հասկանալու համար: Սա համարվում է անկարգությունների օրենք: Անցյալ դարի կեսերին «էնտրոպիան» արդեն ձևակերպվել էր Կլաուզիուսի և Թոմսոնի լայնածավալ ջանքերով։ Կլաուզիուսը և Թոմսոնը ոգեշնչվել են Կարնոյի կողմից ջրաղացի անիվը պտտվող հոսքի դիտարկումից: Կարնոն հայտարարեց, որ թերմոդինամիկան ջերմության հոսքն է ավելի բարձր ջերմաստիճաններից ավելի ցածր, ինչը ստիպում է գոլորշու շարժիչին աշխատել: Կլաուզիուսն էր, ով ստեղծեց «էնտրոպիա» տերմինը։ Էնտրոպիայի խորհրդանիշը «S» է, որը նշում է, որ աշխարհը համարվում է ներհատուկ ակտիվ, երբ այն գործում է ինքնաբերաբար՝ ցրելու կամ նվազագույնի հասցնելու թերմոդինամիկական ուժի առկայությունը:

«Էնթալպիան» էներգիայի փոխանցումն է, իսկ «էնտրոպիան»՝ անկարգության օրենքը։

Էնթալպիան ընդունում է «H» նշանը, իսկ էնտրոպիան՝ «S» նշանը։

Հայկե Կամերլինգ Օննեսը հորինել է «էնթալպիա» տերմինը, իսկ Կլաուզիուսը՝ «էնտրոպիա»։

Ներքին էներգիա (U) նյութը բաղկացած է նյութի բոլոր մասնիկների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիայից, բացառությամբ ամբողջ նյութի կինետիկ և պոտենցիալ էներգիայի: Ներքին էներգիան կախված է նյութի բնույթից, զանգվածից, ճնշումից, ջերմաստիճանից։ Քիմիական ռեակցիաներում, ռեակցիայից առաջ և հետո նյութերի ներքին էներգիայի տարբերությունը հանգեցնում է քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությանը։ Տարբերում են քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը, որն իրականացվում է հաստատուն ծավալով Q v (իզոխորիկ ջերմային էֆեկտ) և կայուն ճնշման Q p (իզոբարային ջերմային էֆեկտ) ռեակցիայի ջերմային էֆեկտի միջև։

Ջերմային էֆեկտը մշտական ​​ճնշման դեպքում, ընդունված հակառակ նշանով, կոչվում է ռեակցիայի էթալպիայի փոփոխություն (ΔH = -Q p):

Էնթալպիան կապված է ներքին էներգիայի հետ H = U + pv, որտեղ p-ն ճնշում է, իսկ v-ն՝ ծավալ:

Էնտրոպիա (S)- համակարգում անկարգության չափանիշ: Գազի էնտրոպիան ավելի մեծ է, քան հեղուկի և պինդի էնտրոպիան։ Էնտրոպիան համակարգի գոյության հավանականության լոգարիթմն է (Բոլցման 1896). տվյալ մակրովիճակը կարող է իրականացվել): Էնտրոպիան չափվում է J/molּK և էնտրոպիայի միավորներով (1e.u. =1J/molּK):

Գիբսի պոտենցիալ (G) կամ իզոբարային-իզոթերմալ պոտենցիալ: Համակարգի վիճակի այս ֆունկցիան կոչվում է քիմիական ռեակցիայի շարժիչ ուժ։ Գիբսի ներուժըկապված է էնթալպիայի և էնտրոպիայի հետ՝ կապված.

∆G = ∆H – T ∆S, որտեղ T-ը ջերմաստիճանն է Կ.

6.4 Ջերմաքիմիայի օրենքները. Ջերմաքիմիական հաշվարկներ.

Հեսսի օրենքը(Գերմանական Իվանովիչ Հես 1840). Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված չէ այն ճանապարհից, որով տեղի է ունենում գործընթացը, այլ կախված է համակարգի սկզբնական և վերջնական վիճակից:

Լավուազե-Լապլասի օրենքառաջընթաց ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը հավասար է հակառակ նշանով հակադարձ ռեակցիայի ջերմային ազդեցությանը։

Հեսսի օրենքը և դրա հետևանքները օգտագործվում են քիմիական ռեակցիաների ժամանակ էթալպիայի, էնտրոպիայի, Գիբսի պոտենցիալի փոփոխությունները հաշվարկելու համար.

∆H = ∑∆H 0 298 (շարունակ.) - ∑∆H 0 298 (բնօրինակ)

∆S = ∑S 0 298 (շարունակություն) - ∑S 0 298 (բնօրինակ)

∆G = ∑∆G 0 298 (շարունակություն) - ∑∆G 0 298 (բնօրինակ)

Հետևանքի ձևակերպումը Հեսսի օրենքից՝ ռեակցիայի էթալպիայի փոփոխության հաշվարկման համար. սկզբնական նյութեր՝ հաշվի առնելով ստոիքիոմետրիան.

∆H 0 298 - ձևավորման ստանդարտ էնթալպիա (ջերմության քանակությունը, որն արտանետվում կամ ներծծվում է պարզ նյութերից 1 մոլ նյութի ձևավորման ընթացքում ստանդարտ պայմաններում): Ստանդարտ պայմաններ՝ ճնշում 101,3 կՊա և ջերմաստիճան 25 0 C։

Բերտելոտ-Թոմսենի սկզբունքըԲոլոր ինքնաբուխ քիմիական ռեակցիաները տեղի են ունենում էթալպիայի նվազմամբ: Այս սկզբունքը գործում է ցածր ջերմաստիճանի դեպքում: Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ռեակցիաները կարող են առաջանալ էթալպիայի աճով:

Դասախոսություն թիվ 8.

Քիմիական ռեակցիաների օրինաչափություններ

Ներածություն թերմոդինամիկայի. Էնտրոպիա, էնթալպիա, Գիբսի էներգիա հասկացությունը: Քիմիական ռեակցիաների առաջացման հավանականությունը. Գործընթացների էնթալպիա և էնտրոպիայի գործոններ.

Քիմիական թերմոդինամիկա

Հարցը, թե արդյոք սկզբունքորեն հնարավոր է այս կամ այն ​​ինքնաբուխ արձագանքը որոշակի պայմաններում, քննարկվում է քիմիական թերմոդինամիկա. Օրինակ՝ վառոդի (սելիտրայի, ծծմբի և ածուխի) պայթյունն ինքնին հնարավոր չէ։ Նորմալ պայմաններում ռեակցիան չի առաջանում։ Այն սկսելու համար անհրաժեշտ է t°, կամ հարված:

Քիմիական թերմոդինամիկան դիտարկում է համակարգի անցումը մի վիճակից մյուսը՝ ամբողջովին անտեսելով անցման մեխանիզմը։ Դիտարկվում է, թե ինչպես է առաջանում սկզբնական նյութերի անցումը ռեակցիայի արտադրանքի և ինչպես է արագությունը կախված ռեակցիայի պայմաններից քիմիական կինետիկա. Եթե ​​ռեակցիան թերմոդինամիկորեն արգելված է, ապա անիմաստ է դիտարկել դրա արագությունը, այս ռեակցիան ինքնաբերաբար չի ընթանում:

Եթե ​​ռեակցիան թերմոդինամիկորեն հնարավոր է, ապա արագությունը կարող է փոխվել, օրինակ, կատալիզատորի ներդրմամբ։ Ռեակցիաները վերահսկելու համար անհրաժեշտ են տեսություններ, օրենքներ, թվային բնութագրեր՝ դանդաղեցնել մետաղների կոռոզիայի գործընթացները կամ կազմել հրթիռային վառելիքի բաղադրությունը և այլն։

Թերմոդինամիկա - էներգիայի մի տեսակ և աշխատանքը մյուսի վերածելու գիտություն: Գոյություն ունի թերմոդինամիկայի 3 սկզբունք.

Քիմիական կոչվում է թերմոդինամիկահաշվի առնելով էներգիայի փոխակերպումը և աշխատանքը քիմիական ռեակցիաներում: Դա անելու համար դուք պետք է իմանաք պետական ​​գործառույթը.

Պետական ​​գործառույթ կոչվում է համակարգի այնպիսի փոփոխական բնութագիր, որը կախված չէ համակարգի նախապատմությունից և այն փոփոխությունը, որի ընթացքում համակարգը մի վիճակից մյուսին անցնելիս կախված չէ, թե ինչպես է կատարվել այդ փոփոխությունը։

(Սիզիփոս, լեռ,

Լեռան վրա քարի ΔE-ն պետության ֆունկցիա է)

ΔE - պոտենցիալ էներգիա

ΔE = մգ (ժ 2 -ժ 1)

Պետական ​​գործառույթներն օգտագործելու համար պետք է ինքնին սահմանել պետությունները:

Կարգավիճակի ընտրանքներ

P- ճնշում
V - ծավալ	տարածության այն մասը, որը զբաղեցնում է համակարգը:
ν – խալերի քանակը	; ;
T - ջերմաստիճան	Իդեալական գազի համար, T = 273,16 K ջրի եռակի կետի համար:
Т˚ - ստանդարտ t˚	Т˚ = 25˚С = 298,16 Կ
Р˚ - ստանդարտ Р	Р˚ = 1 ատմ = 760 մմ Hg: = 101,3 կՊա

Կարգավիճակի գործառույթներ

U - ներքին էներգիա
H - էնթալպիա
S - էնտրոպիա
G – Գիբսի էներգիա

A և Q, այսինքն. աշխատանքը և ջերմությունը երկու ֆունկցիաներ են, որոնցով զբաղվում է թերմոդինամիկան, բայց որոնք պետական ​​ֆունկցիաներ չեն:

Ցանկացած համակարգ, որի անցումը մի վիճակից մյուսին դիտարկվում է թերմոդինամիկայով, կարող է ունենալ.

Ի հաստատուն ծավալ(այսինքն, օրինակ, կնքված ամպուլա), V – կոնստ.

Մշտական ​​ծավալով տեղի ունեցող գործընթացները կոչվում են իզոխորիկ, (իզոխորիկ).

II մշտական ​​ճնշում. իզոբարիկպրոցեսներ (իզոբար), P – կոնստ.

III մշտականt˚. իզոթերմայինգործընթացներ, T – կոնստ.

Այն գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում համակարգում այն ​​պայմաններում, երբ համակարգի և արտաքին միջավայրի միջև ջերմափոխանակություն չկա, կոչվում են ադիաբատիկ.

Համակարգի ստացած ջերմությունը համարվում է դրական, իսկ համակարգի կողմից արտաքին միջավայր արտանետվող ջերմությունը՝ բացասական։ Ջերմությունը որոշվում է J թվով (կՋ):

Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը. Էնթալպիա.

Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքն է։

համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունը հավասար է շրջակա միջավայրից համակարգի ստացած ջերմության քանակի և շրջակա միջավայրի վրա համակարգի կողմից կատարված աշխատանքի քանակի տարբերությանը:

ΔU - քիմիական ռեակցիայում - համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունն է որոշակի քանակությամբ մոլերի սկզբնական նյութերի որոշակի քանակությամբ մոլերի ռեակցիայի արտադրանքի փոխակերպման արդյունքում:

(վերջնական և սկզբնական վիճակների էներգիաների տարբերությունը):

Հետո

Եթե ​​ռեակցիան իզոխորիկ է, ապա V-const և
(այսինքն՝ համակարգի կողմից ստացված կամ թողարկված ջերմության քանակը):

Եթե ​​ռեակցիան իզոբար է, ապա այն տեղի է ունենում մշտական ​​արտաքին ճնշման ներքո.

Հետո

Քիմիական ռեակցիաների մեծ մասը տեղի է ունենում իզոբարային պայմաններում, այսինքն. անհրաժեշտ է որոշել Q P-ն և ընդլայնման (սեղմման) աշխատանքը։

Թերմոդինամիկայի մեջ իրավիճակը պարզեցնելու համար ընդունվել է նոր գործառույթ. էթալպիա Ն.

Ռեակցիայի էթալպիայի փոփոխությունը հավասար կլինի.

Հաշվի առնելով (1) հավասարումը, մենք ստանում ենք

և քանի որ ռեակցիան տեղի է ունենում իզոբարային պայմաններում, ապա P = const
.

, բայց մենք դա գիտենք
, փոխարինենք.

, Հետո

, այսինքն. նույն ռեակցիայի ջերմային էֆեկտների տարբերությունը, որը չափվում է մշտական ​​ճնշման և հաստատուն ծավալի դեպքում, հավասար է ընդարձակման աշխատանքին: Այսպիսով, էնթալպիայի փոփոխությունը եզակիորեն կապված է իզոբար անցման ընթացքում համակարգի կողմից ստացված կամ թողարկված ջերմության քանակի հետ, և ΔH էնթալպիայի փոփոխությունը սովորաբար ընդունվում է որպես քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցության չափում։

Հրդեհի ջերմությունը, կրաքարի կալցինացումը, բույսերի ֆոտոսինթեզը և էլեկտրոլիզը էներգիայի տարբեր ձևերի փոխանակման օրինակներ են։

Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը էներգիայի փոփոխությունն է ելակետային նյութերի որոշակի քանակի մոլերի իզոբարային անցման ժամանակ ռեակցիայի արտադրանքի համապատասխան քանակի մոլի մեջ։(J կամ kJ-ով):

Այն չափվում է էթալպիայի փոփոխությամբ՝ համակարգի մեկնարկային նյութերի վիճակից ռեակցիայի արտադրանքի անցնելու ժամանակ։ Այս դեպքում պահպանվում է էքսո և էնդոթերմիկ ռեակցիա տերմինը։ Չափվում է կալորիմետրով: Առաջադիմական և հակառակ ուղղությամբ տեղի ունեցող ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները մեծությամբ հավասար են և հակառակ նշանով:

H 2 + Cl 2 = 2HCl ΔH = – 184 կՋ

2HCl = H 2 + Cl 2 ΔН = + 184 կՋ

Ջերմաքիմիայի հիմնարար օրենքը ձևակերպվել է Հեսսի կողմից 1840 թ.

Տ
Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված է միայն սկզբնական և վերջնական նյութերի վիճակից և կախված չէ միջանկյալ փուլերի քանակից։

1 մոլ CO 2 ստանալու համար պահանջվում է 1 մոլ C (s) և 1 մոլ O 2 (գ):

Ամփոփելով բոլոր փուլերի փուլերն ու էթալպիաները՝ մենք գտնում ենք, որ.

Այս գործընթացը կոչվում է ցիկլ: Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է իմանալ ելակետային նյութերի տարրալուծման էթալպիան և պարզ նյութերից ռեակցիայի արգասիքների առաջացման էթալպիան։ Բայց դրանք հավասար են մեծությամբ և տարբեր են նշանով, ուստի բավական է իմանալ մեկ էնթալպիա։ Որովհետեւ էթալպիան կախված է իր վիճակից և պայմաններից, ապա բոլոր վիճակներն ու պայմանները համարվում են նույնը, որոնք կոչվում են ստանդարտ։

t˚ = 25˚С, Р = 101,3 կՊա

t˚ քիմիական ռեակցիայի ազդեցությունը հավասար է տարբերություններռեակցիայի արգասիքների առաջացման ջերմությունների գումարը և մեկնարկային նյութերի առաջացման ջերմությունների գումարը։

Ստանդարտ վիճակից ցանկացած այլի անցումը ուղեկցվում է էթալպիայի աճով, այսինքն. էնդոթերմային ջերմային ազդեցություն:

պարզ նյութերը հավասար են զրոյի։

Կոչվում է ստանդարտ էնթալպիա (ձևավորման ջերմություն):

(˚) – նշանակում է, որ բոլոր նյութերը գտնվում են ստանդարտ վիճակում:

Պարզ նյութերից բարդ նյութի առաջացման էթալպիան ստանդարտ վիճակներում պարզ նյութերից տվյալ նյութի առաջացման ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունն է, որը վերաբերում է ստացված նյութի 1 մոլին: . (զ– ձևավորում – կրթություն):

Էնտրոպիա

Էնտրոպիան (S) համաչափ է համակարգի վիճակի թերմոդինամիկական հավանականության (W) լոգարիթմին։

H – Բոլցմանի հաստատուն

Էնտրոպիան համակարգի անկարգության չափանիշ է։ Enpropy-ը ներկայացվում է որպես վիճակի ֆունկցիա, որի փոփոխությունը որոշվում է համակարգի կողմից ստացված կամ թողարկվող ջերմության քանակի հարաբերակցությամբ t – T-ում։

Եթե ​​համակարգը ստանում է որոշակի քանակությամբ ջերմություն հաստատուն t˚-ով, ապա ամբողջ ջերմությունը գնում է մասնիկների պատահական, քաոսային շարժումը մեծացնելու, այսինքն. էնտրոպիայի աճ:

II թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը

Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը ասում է, որ մեկուսացված համակարգում ինքնաբերաբար կարող են տեղի ունենալ միայն այն գործընթացները, որոնք հանգեցնում են էնտրոպիայի աճի:(խաթարված համակարգ):

Եթերի գոլորշիացումը ձեռքից տեղի է ունենում ինքնաբերաբար, էնտրոպիայի աճով, բայց նման անցման համար ջերմությունը վերցվում է ձեռքից, այսինքն. գործընթացը էնդոթերմիկ է.

III Թերմոդինամիկայի երրորդ օրենքը

Բացարձակ զրոյում իդեալական բյուրեղի էնտրոպիան զրո է: Սա թերմոդինամիկայի երրորդ օրենքն է։

S˚ 298 – ստանդարտ էնտրոպիա, J/(k mol):

Եթե ​​ΔH-ն մեծ է, ապա ΔS-ն փոքր է: Բայց միշտ չէ, որ այդպես է։ Գիբսը թերմոդինամիկայի մեջ ներմուծեց վիճակի նոր ֆունկցիա՝ Գիբսի էներգիան. Գ .

G = H – TS կամ ΔG = ΔH – TΔS

P և T հաստատուններում ցանկացած փակ համակարգում հնարավոր է նման ինքնաբուխ գործընթաց, ինչը հանգեցնում է Գիբսի էներգիայի նվազմանը:ΔG և էթալպիա. ... Գիբս. ԷնթալպիաԵվ էնտրոպիկ գործոններ, դրանց ազդեցությունը արտահոսք ռեակցիաներցածր և բարձր ջերմաստիճաններում: 18. Գնահատում հնարավորություններըև պայմանները հոսքը ռեակցիաներ ...

Այս ձեռնարկը կարող է օգտագործվել ոչ քիմիական մասնագիտությունների ուսանողների ինքնուրույն աշխատանքի համար

Փաստաթուղթ

Գերակշռող գործոն ա. Էներգիա Գիբսծառայում է որպես ինքնաբուխ չափանիշ հոսքը քիմիական ռեակցիաներժամը isobaric - isothermal գործընթացները. Քիմիական ռեակցիահիմնովին հնարավոր է, Եթե էներգիա Գիբսնվազում է...

Մեթոդական ցուցումներ «Քիմիայի տեսական հիմունքներ» դասընթացի դասընթացները բաղկացած են դասախոսություններից, սեմինարներից, լաբորատոր աշխատանքից, դասընթացից և տնային աշխատանքից։

Ուղեցույցներ

... Հայեցակարգ մասին էնտրոպիա, բացարձակ էնտրոպիանյութեր (S°t) և էնտրոպիա գործընթացները(S°t). Էներգիա Գիբսորպես միջոց քիմիականմերձավորություն. Փոփոխություն էներգիա Գիբստարբեր գործընթացները, էնտրոպիկԵվ էնթալպիկ գործոններ. G°298 և S °298-ի հաշվարկ գործընթացները ...

Ուղեցույցներ

... N ռեակցիաներ. Հայեցակարգ մասին էնտրոպիա. Բացարձակ էնտրոպիաև դրա կախվածությունը նյութի կառուցվածքից։ Փոփոխություն էնտրոպիատարբեր գործընթացները. Էներգիա Գիբս, նրա կապը էնտրոպիաԵվ էթալպիա. ԷնթալպիաԵվ էնտրոպիկ գործոններ գործընթաց ...

050100 Բնագիտական ​​կրթություն մագիստրատուրայի ընդունելության քննությունների ծրագիր

Ծրագիր

... գործընթացները. Էներգիա և կենտրոնացում քիմիական գործընթացները Քիմիական թերմոդինամիկա. Հիմնական հասկացությունները թերմոդինամիկա: համակարգ, գործընթաց, պարամետր, վիճակ։ Համակարգի կարգավիճակի գործառույթները՝ ներքին էներգիաԵվ էթալպիա ...

տես նաեւ «Ֆիզիկական պորտալ»

Էնթալպիա, Նաև ջերմային ֆունկցիաԵվ ջերմության պարունակությունը- թերմոդինամիկական ներուժ, որը բնութագրում է համակարգի վիճակը թերմոդինամիկական հավասարակշռության մեջ ճնշումը, էնտրոպիան և մասնիկների քանակը որպես անկախ փոփոխականներ ընտրելիս:

Պարզ ասած, էթալպիան այն էներգիան է, որը հասանելի է որոշակի ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում ջերմության վերածվելու համար:

Եթե ​​ջերմամեխանիկական համակարգը համարվում է բաղկացած մակրոմարմնից (գազից) և մակերեսով մխոցից. Սծանրաբեռնվածությամբ P = pS, հավասարակշռող գազի ճնշումը Ռնավի ներսում, ապա այդպիսի համակարգ կոչվում է ընդլայնվել է.

Էնթալպիա կամ ընդլայնված համակարգի էներգիա Եհավասար է գազի ներքին էներգիայի գումարին Uև մխոցի պոտենցիալ էներգիան բեռով Եքրտինք = pSx = pV

Այսպիսով, էթալպիան տվյալ վիճակում մարմնի ներքին էներգիայի և աշխատանքի գումարն է, որը պետք է ծախսվի, որպեսզի մարմինը ծավալ ունենա. Վներմուծել ճնշված միջավայր Ռև մարմնի հետ հավասարակշռության մեջ լինելը: Համակարգի էնթալպիա Հ- նման է ներքին էներգիայի և այլ թերմոդինամիկական պոտենցիալների - յուրաքանչյուր վիճակի համար ունի շատ որոշակի նշանակություն, այսինքն՝ դա վիճակի ֆունկցիա է: Հետեւաբար, պետության փոփոխության գործընթացում

Օրինակներ

Անօրգանական միացություններ (25 °C ջերմաստիճանում)
ռեակցիայի ստանդարտ էթալպիա

Քիմիական միացություն	Փուլ (նյութերի)	Քիմիական բանաձև	Δ Հ զ 0 կՋ/մոլ
Ամոնիակ	լուծված	NH 3 (NH 4 OH)	−80.8
Ամոնիակ	գազային	NH 3	−46.1
Նատրիումի կարբոնատ	ամուր	Na 2 CO 3	−1131
Նատրիումի քլորիդ (աղ)	լուծված	NaCl	−407
Նատրիումի քլորիդ (աղ)	ամուր	NaCl	−411.12
Նատրիումի քլորիդ (աղ)	հեղուկ	NaCl	−385.92
Նատրիումի քլորիդ (աղ)	գազային	NaCl	−181.42
Նատրիումի հիդրօքսիդ	լուծված	NaOH	−469.6
Նատրիումի հիդրօքսիդ	ամուր	NaOH	−426.7
Նատրիումի նիտրատ	լուծված	NaNO3	−446.2
Նատրիումի նիտրատ	ամուր	NaNO3	−424.8
Ծծմբի երկօքսիդ	գազային	SO 2	−297
Ծծմբաթթու	հեղուկ	H2SO4	−814
Սիլիցիում	ամուր	SiO2	−911
Ազոտի երկօքսիդ	գազային	NO 2	+33
Ազոտի մոնօքսիդ	գազային	ՈՉ	+90
Ջուր	հեղուկ	H2O	−286
Ջուր	գազային	H2O	−241.8
Ածխաթթու գազ	գազային	CO2	−393.5
Ջրածին	գազային	Հ 2	0
Ֆտորին	գազային	F 2	0
Քլոր	գազային	Cl2	0
Բրոմ	հեղուկ	BR 2	0
Բրոմ	գազային	BR 2	0

Ինվարիանտ էնթալպիա հարաբերական թերմոդինամիկայի մեջ

Հարաբերականության թերմոդինամիկան կառուցելիս (հաշվի առնելով հարաբերականության հատուկ տեսությունը), սովորաբար ամենահարմար մոտեցումը, այսպես կոչված, ինվարիանտ էնթալպիա օգտագործելն է՝ որոշակի նավի մեջ տեղակայված համակարգի համար։

Այս մոտեցմամբ ջերմաստիճանը սահմանվում է որպես Լորենցի անփոփոխ: Էնտրոպիան նույնպես անփոփոխ է: Քանի որ պատերը ազդում են համակարգի վրա, ամենաբնական անկախ փոփոխականը ճնշումն է, և, հետևաբար, հարմար է էթալպիան ընդունել որպես թերմոդինամիկական ներուժ:

Նման համակարգի համար համակարգի «սովորական» էթալպիան և իմպուլսը կազմում են 4 վեկտոր, և այս 4 վեկտորի ինվարիանտ ֆունկցիան վերցված է ինվարիանտ էնթալպիան որոշելու համար, որը նույնն է բոլոր տեղեկատու համակարգերում.

Հարաբերական թերմոդինամիկայի հիմնական հավասարումը գրված է ինվարիանտ էնթալպիական դիֆերենցիալի միջոցով հետևյալ կերպ.

Օգտագործելով այս հավասարումը, դուք կարող եք լուծել շարժվող համակարգերի թերմոդինամիկայի ցանկացած հարց, եթե գործառույթը հայտնի է:

տես նաեւ

Աղբյուրներ

1. Բոլգարսկի Ա.Վ., Մուխաչև Գ.Ա., Շչուկին Վ.Կ., «Թերմոդինամիկա և ջերմության փոխանցում» Էդ. 2-րդ, վերանայված. և լրացուցիչ Մ.: «Բարձրագույն դպրոց», 1975, 495 էջ.
2. Kharin A. N., Kataeva N. A., Kharina L. T., խմբ. պրոֆ. Խարինա Ա.Ն. «Քիմիայի դասընթաց», Մ.: «Բարձրագույն դպրոց», 1975, 416 էջ.

Նշումներ

Վիքիմեդիա հիմնադրամ. 2010 թ.

Հոմանիշներ:

Տեսեք, թե ինչ է «Enthalpy»-ն այլ բառարաններում.

Էնթալպիա- (հունարեն էնթալպո I ջերմությունից), թերմոդինամիկական համակարգի վիճակի ֆունկցիա, որի փոփոխությունը մշտական ​​ճնշման դեպքում հավասար է համակարգին մատակարարվող ջերմության քանակին, հետևաբար էթալպիան հաճախ կոչվում է ջերմային ֆունկցիա կամ ջերմային պարունակություն։ .…… Պատկերազարդ հանրագիտարանային բառարան

- (հունարեն էնթալպո I ջերմությունից) թերմոդինամիկական համակարգի վիճակի միանշանակ ֆունկցիա S էնտրոպիայի անկախ պարամետրերով և ճնշում p, որը կապված է U ներքին էներգիայի հետ H = U + pV հարաբերակցությամբ, որտեղ V ծավալն է։ համակարգի։ Հաստատուն p-ում փոփոխությունը... ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

- (նշումը H), նյութի մեջ պարունակվող թերմոդինամիկական (ջերմային) էներգիայի քանակը։ Ցանկացած համակարգում էթալպիան հավասար է ներքին էներգիայի գումարին և ճնշման և ծավալի արտադրյալին։ Չափվում է գումարի փոփոխության (սովորաբար աճի) առումով... ... Գիտատեխնիկական հանրագիտարանային բառարան

Ռուսական հոմանիշների ջերմային պարունակության բառարան. էնթալպիա գոյական, հոմանիշների թիվը՝ 1 ջերմության պարունակություն (1) ASIS Հոմանիշների բառարան ... Հոմանիշների բառարան

ԷՆԹԱԼՊԻԱ- (հունական enthalpo I ջերմությունից) էկոհամակարգեր, էկոհամակարգի ֆունկցիոնալ վիճակը, որը որոշում է նրա ջերմության պարունակությունը։ Էնթալպիան էկոհամակարգի ընդարձակ հատկությունն է: Էկոլոգիական հանրագիտարանային բառարան. Քիշնև. Մոլդովական սովետի գլխավոր խմբագրություն... ... Էկոլոգիական բառարան

էթալպիա- Ջերմոդինամիկական համակարգի վիճակի ֆունկցիա, որը հավասար է ներքին էներգիայի գումարին և ծավալի և ճնշման արտադրյալին: Նշում Էնթալպիան բնորոշ ֆունկցիա է, եթե էնտրոպիան և ճնշումը անկախ պարամետրեր են: [Հավաքածու... ... Տեխնիկական թարգմանչի ուղեցույց

- (հունարեն enthalpo I ջերմությունից) (ջերմային պարունակություն, Գիբսի ջերմային ֆունկցիա), մակրոսկոպիկ վիճակը բնութագրող ջերմադինամիկական պոտենցիալ։ համակարգեր թերմոդինամիկական հավասարակշռությունը S և... ... էնտրոպիան որպես հիմնական անկախ փոփոխականներ ընտրելիս Ֆիզիկական հանրագիտարան