ენთალპიის გაანგარიშება. ენთალპია - რა არის ეს მარტივი სიტყვებით ენტროპია და რეაქციის ენთალპია

ნებისმიერ გამოთვლებთან, გამოთვლებთან მუშაობისას და თბოინჟინერიასთან დაკავშირებული სხვადასხვა ფენომენის პროგნოზის გაკეთებისას, ყველას აწყდება ენთალპიის კონცეფცია. მაგრამ იმ ადამიანებისთვის, რომელთა სპეციალობა არ ეხება თბოენერგეტიკას ან რომლებიც მხოლოდ ზედაპირულად ხვდებიან ასეთ ტერმინებს, სიტყვა "ენთალპია" შიშსა და საშინელებას შთააგონებს. მაშ, მოდი გავარკვიოთ, მართლა ასე საშინელი და გაუგებარია ყველაფერი?

მარტივად რომ ვთქვათ, ტერმინი ენთალპია ეხება ენერგიას, რომელიც ხელმისაწვდომია სითბოში გადაქცევისთვის გარკვეული მუდმივი წნევით. ბერძნულიდან თარგმნილი ენთალპიის ცნება ნიშნავს "სითბოს". ანუ ფორმულას, რომელიც შეიცავს შიდა ენერგიის ელემენტარულ ჯამს და შესრულებულ სამუშაოს, ეწოდება ენთალპია. ეს მნიშვნელობა აღინიშნება ასო i.

თუ ზემოხსენებულს დავწერთ ფიზიკურ სიდიდეებში, გარდაქმნით და გამოვიყვანთ ფორმულას, მივიღებთ i = u + pv (სადაც u არის შიდა ენერგია; p, u არის სამუშაო სითხის წნევა და სპეციფიკური მოცულობა იმავე მდგომარეობაში, რომლისთვისაც აღებულია შიდა ენერგიის ღირებულება). ენთალპია არის დანამატის ფუნქცია, ანუ მთელი სისტემის ენთალპია უდრის მისი ყველა შემადგენელი ნაწილის ჯამს.

ტერმინი "ენთალპია" რთული და მრავალმხრივია.

მაგრამ თუ შეეცდებით მის გაგებას, მაშინ ყველაფერი ძალიან მარტივი და გასაგები იქნება.

• პირველ რიგში, იმის გასაგებად, თუ რა არის ენთალპია, ღირს ვიცოდეთ ზოგადი განმარტება, რაც ჩვენ გავაკეთეთ.
• მეორეც, ღირს ამ ფიზიკური ერთეულის გარეგნობის მექანიზმის პოვნა, იმის გაგება, თუ საიდან გაჩნდა იგი.
• მესამე, ჩვენ უნდა ვიპოვოთ კავშირები სხვა ფიზიკურ ერთეულებთან, რომლებიც განუყოფლად არის დაკავშირებული მათთან.
• და ბოლოს, მეოთხე, თქვენ უნდა გადახედოთ მაგალითებს და ფორმულებს.

ისე, მოქმედების მექანიზმი გასაგებია. თქვენ უბრალოდ უნდა წაიკითხოთ და გაიგოთ ყურადღებით. ჩვენ უკვე განვიხილეთ ტერმინი "ენთალპია" და ასევე მივეცით მისი ფორმულა. მაგრამ მაშინვე ჩნდება სხვა კითხვა: საიდან გაჩნდა ეს ფორმულა და რატომ არის დაკავშირებული ენტროპია, მაგალითად, შინაგან ენერგიასთან და წნევასთან?

არსი და მნიშვნელობა

იმისათვის, რომ გაერკვია "ენთალპიის" კონცეფციის ფიზიკური მნიშვნელობა, თქვენ უნდა იცოდეთ თერმოდინამიკის პირველი კანონი:

ენერგია არ ქრება არსად და არ წარმოიქმნება არაფრისგან, არამედ მხოლოდ ერთი ტიპიდან მეორეზე გადადის თანაბარი რაოდენობით. ამის მაგალითია სითბოს (თერმული ენერგიის) გადასვლა მექანიკურ ენერგიად და პირიქით.

თერმოდინამიკის პირველი კანონის განტოლება უნდა გადავიტანოთ სახით dq = du + pdv = du + pdv + vdp – vdp = d(u + pv) – vdp. აქედან ჩვენ ვხედავთ გამონათქვამს (u + pv). სწორედ ამ გამონათქვამს ჰქვია ენთალპია (სრული ფორმულა ზემოთ იყო მოცემული).

ენთალპია ასევე არის სახელმწიფო სიდიდე, რადგან კომპონენტებს u (ძაბვა) და p (წნევა), v (სპეციფიკური მოცულობა) აქვთ კონკრეტული მნიშვნელობები თითოეული რაოდენობისთვის. ამის ცოდნა, თერმოდინამიკის პირველი კანონი შეიძლება გადაიწეროს შემდეგნაირად: dq = di – vdp.

ტექნიკურ თერმოდინამიკაში გამოიყენება ენთალპიის მნიშვნელობები, რომლებიც გამოითვლება პირობითად მიღებული ნულიდან. ამ რაოდენობების ყველა აბსოლუტური მნიშვნელობის დადგენა ძალიან რთულია, რადგან ამისათვის აუცილებელია ნივთიერების შინაგანი ენერგიის ყველა კომპონენტის გათვალისწინება, როდესაც მისი მდგომარეობა იცვლება O-დან K-მდე.

ენთალპიის ფორმულა და მნიშვნელობები მოცემულია 1909 წელს მეცნიერმა გ.კამერლინგ ონესმა.

გამოთქმაში, i არის სპეციფიკური ენთალპია; მთელი სხეულის მასისთვის, მთლიანი ენთალპია აღინიშნება ასო I-ით; ერთეულების უნივერსალური სისტემის მიხედვით, ენთალპია იზომება ჯოულებში თითო კილოგრამზე და გამოითვლება როგორც:

ფუნქციები

ენთალპია ("E") არის ერთ-ერთი დამხმარე ფუნქცია, რომლის გამოყენების წყალობით თერმოდინამიკური გამოთვლები შეიძლება მნიშვნელოვნად გამარტივდეს. მაგალითად, სითბოს მიწოდების პროცესების დიდი რაოდენობა თბოენერგეტიკაში (ორთქლის ქვაბებში ან გაზის ტურბინების და რეაქტიული ძრავების წვის პალატაში, აგრეთვე სითბოს გადამცვლელებში) ხორციელდება მუდმივი წნევით. ამ მიზეზით, ენთალპიის მნიშვნელობები ჩვეულებრივ მოცემულია თერმოდინამიკური თვისებების ცხრილებში.

ენთალპიის შენარჩუნების პირობა დევს, კერძოდ, ჯულ-ტომსონის თეორიის საფუძველს. ან ეფექტი, რომელმაც იპოვა მნიშვნელოვანი პრაქტიკული გამოყენება გაზების გათხევადებაში. ამრიგად, ენთალპია არის გაფართოებული სისტემის მთლიანი ენერგია, რომელიც წარმოადგენს შიდა ენერგიისა და გარე ენერგიის ჯამს - წნევის პოტენციურ ენერგიას. ნებისმიერი მდგომარეობის პარამეტრის მსგავსად, ენთალპია შეიძლება განისაზღვროს ნებისმიერი წყვილი დამოუკიდებელი მდგომარეობის პარამეტრით.

ასევე, ზემოაღნიშნული ფორმულებიდან გამომდინარე, შეგვიძლია ვთქვათ: ქიმიური რეაქციის „E“ უდრის საწყისი ნივთიერებების წვის ენთალპიების ჯამს გამოკლებული რეაქციის პროდუქტების წვის ენთალპიების ჯამს.
ზოგადად, თერმოდინამიკური სისტემის ენერგიის ცვლილება არ არის ამ სისტემის ენტროპიის ცვლილების აუცილებელი პირობა.

ასე რომ, აქ ჩვენ გადავხედეთ "ენთალპიის" კონცეფციას. აღსანიშნავია, რომ "E" განუყოფლად არის დაკავშირებული ენტროპიასთან, რომლის შესახებაც მოგვიანებით შეგიძლიათ წაიკითხოთ.

ენთალპია ენტროპიის წინააღმდეგ

ცნობისმოყვარეობა ადამიანის ერთ-ერთი ასპექტია, რომელიც ეხმარება მას სამყაროში არსებული სხვადასხვა ფენომენის აღმოჩენაში. ერთი ადამიანი უყურებს ცას და აინტერესებს, როგორ წარმოიქმნება წვიმა. ერთი ადამიანი უყურებს მიწას და აინტერესებს, როგორ იზრდება მცენარეები. ეს არის ყოველდღიური ფენომენი, რომელსაც ვხვდებით ჩვენს ცხოვრებაში, მაგრამ ის ადამიანები, რომლებიც არ არიან საკმარისად ცნობისმოყვარეები, არასოდეს ცდილობენ იპოვონ პასუხი, თუ რატომ არსებობს ასეთი ფენომენები. ბიოლოგები, ქიმიკოსები და ფიზიკოსები მხოლოდ რამდენიმე ადამიანია, რომლებიც პასუხების პოვნას ცდილობენ. ჩვენი თანამედროვე სამყარო დღეს ინტეგრირებულია მეცნიერების კანონებთან, როგორიცაა თერმოდინამიკა. „თერმოდინამიკა“ საბუნებისმეტყველო მეცნიერების დარგია, რომელიც მოიცავს სხეულის სისტემების შინაგანი მოძრაობების შესწავლას. ეს არის სითბოს ურთიერთობის შესწავლა ენერგიისა და მუშაობის სხვადასხვა ფორმებთან. თერმოდინამიკის გამოყენება ჩანს ელექტროენერგიის ნაკადში და ხრახნებისა და სხვა მარტივი მანქანების მარტივი შემობრუნებისა და შემობრუნების შედეგად. სანამ სითბო და ხახუნი ჩართულია, თერმოდინამიკა არსებობს. თერმოდინამიკის ორი ყველაზე გავრცელებული პრინციპია ენტალპია და ენტროპია. ამ სტატიაში თქვენ შეიტყობთ უფრო მეტს ენთალპიასა და ენტროპიას შორის განსხვავებების შესახებ.

თერმოდინამიკურ სისტემაში მისი მთლიანი ენერგიის საზომს ენთალპია ეწოდება. თერმოდინამიკური სისტემის შესაქმნელად საჭიროა შიდა ენერგია. ეს ენერგია ემსახურება როგორც იმპულსს ან სტიმულს სისტემის შექმნისთვის. ენთალპიის ერთეულებია ჯოული (ერთეულების საერთაშორისო სისტემა) და კალორია (ბრიტანული თერმული ერთეული). "ენთალპია" არის ბერძნული სიტყვა "enthalpos" (სიცხეში ჩასხმა). ჰეიკე კამერლინგ ონესი იყო ადამიანი, ვინც გამოიგონა სიტყვა, ხოლო ალფრედ ვ. პორტერი იყო ის, ვინც დანიშნა სიმბოლო "H" "ენთალპიისთვის". ბიოლოგიურ, ქიმიურ და ფიზიკურ გაზომვებში ენთალპია არის სისტემის ენერგიის ცვლილებების ყველაზე სასურველი გამოხატულება, რადგან მას აქვს ენერგიის გადაცემის სპეციფიკური განმარტებების გამარტივების უნარი. შეუძლებელია მთლიანი ენთალპიის მნიშვნელობის მიღწევა, რადგან სისტემის მთლიანი ენთალპიის პირდაპირ გაზომვა შეუძლებელია. მხოლოდ ენთალპიის ცვლილება არის რაოდენობის სასურველი საზომი, ვიდრე ენთალპიის აბსოლუტური მნიშვნელობა. ენდოთერმულ რეაქციებში ენთალპიის დადებითი ცვლილებაა, ხოლო ეგზოთერმული რეაქციების დროს – ენთალპიის უარყოფითი ცვლილება. მარტივად რომ ვთქვათ, სისტემის ენთალპია უდრის არამექანიკური მუშაობის ჯამს და მიწოდებული სითბოს. მუდმივი წნევის დროს ენთალპია ექვივალენტურია სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილებასა და იმ სამუშაოს, რომელსაც სისტემა ახორციელებდა მის გარემოზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სითბო შეიძლება შეიწოვოს ან განთავისუფლდეს გარკვეული ქიმიური რეაქციით ასეთ პირობებში.

"ენტროპია" თერმოდინამიკის მეორე კანონია. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე ფუნდამენტური კანონი ფიზიკის სფეროში. ეს მნიშვნელოვანია ცხოვრებისა და შემეცნების გასაგებად. ეს განიხილება როგორც უწესრიგობის კანონი. გასული საუკუნის შუა ხანებში „ენტროპია“ უკვე ჩამოყალიბებული იყო კლაუსიუსისა და ტომსონის დიდი ძალისხმევით. კლაუსიუსი და ტომსონი შთაგონებულნი იყვნენ კარნოს მიერ დაკვირვებით დინებაზე, რომელიც აბრუნებს წისქვილის ბორბალს. კარნომ თქვა, რომ თერმოდინამიკა არის სითბოს ნაკადი უფრო მაღალიდან დაბალ ტემპერატურაზე, რაც აიძულებს ორთქლის ძრავას მუშაობას. კლაუსიუსმა გამოიგონა ტერმინი „ენტროპია“. ენტროპიის სიმბოლოა "S", რომელიც ამბობს, რომ სამყარო არსებითად აქტიურია, როდესაც ის მოქმედებს სპონტანურად თერმოდინამიკური ძალის არსებობის გასაფანტად ან მინიმუმამდე დასაყვანად.

"ენთალპია" არის ენერგიის გადაცემა, ხოლო "ენტროპია" არის უწესრიგობის კანონი.

ენთალპია იღებს სიმბოლოს "H" და ენტროპია იღებს სიმბოლოს "S".

ჰეიკე კამერლინგ ონესმა გამოიგონა ტერმინი „ენთალპია“, ხოლო კლაუსიუსმა ტერმინი „ენტროპია“.

შინაგანი ენერგია (U) ნივთიერების შემადგენლობაში შედის ნივთიერების ყველა ნაწილაკების კინეტიკური და პოტენციური ენერგია, გარდა მთლიანი ნივთიერების კინეტიკური და პოტენციური ენერგიისა. შინაგანი ენერგია დამოკიდებულია ნივთიერების ბუნებაზე, მის მასაზე, წნევაზე, ტემპერატურაზე. ქიმიურ რეაქციებში, ნივთიერებების შინაგანი ენერგიის განსხვავება რეაქციამდე და მის შემდეგ იწვევს ქიმიური რეაქციის თერმულ ეფექტს. განასხვავებენ ქიმიური რეაქციის თერმულ ეფექტს, რომელიც განხორციელდა მუდმივი მოცულობით Q v (იზოქორული თერმული ეფექტი) და რეაქციის თერმული ეფექტი მუდმივ წნევაზე Q p (იზობარული თერმული ეფექტი).

თერმული ეფექტი მუდმივი წნევის დროს, აღებული საპირისპირო ნიშნით, ეწოდება რეაქციის ენთალპიის ცვლილებას (ΔH = -Q p).

ენთალპია დაკავშირებულია შიდა ენერგიასთან H = U + pv, სადაც p არის წნევა და v არის მოცულობა.

ენტროპია (S)- სისტემაში არეულობის საზომი. აირის ენტროპია უფრო მეტია ვიდრე თხევადი და მყარი ენტროპია. ენტროპია არის სისტემის არსებობის ალბათობის ლოგარითმი (ბოლცმანი 1896): S = R ln W, სადაც R არის უნივერსალური აირის მუდმივი, და W არის სისტემის არსებობის ალბათობა (მიკრომდგომარეობების რაოდენობა, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან მოცემული მაკროსტატია. ). ენტროპია იზომება J/molּK და ენტროპიის ერთეულებში (1e.u. =1J/molּK).

გიბსის პოტენციალი (G) ან იზობარულ-იზოთერმული პოტენციალი. სისტემის მდგომარეობის ამ ფუნქციას ქიმიური რეაქციის მამოძრავებელი ძალა ეწოდება. გიბსის პოტენციალიდაკავშირებულია ენთალპიასთან და ენტროპიასთან მიმართებით:

∆G = ∆H – T ∆S, სადაც T არის ტემპერატურა K-ში.

6.4 თერმოქიმიის კანონები. თერმოქიმიური გამოთვლები.

ჰესის კანონი(ჰერმან ივანოვიჩ ჰესი 1840): ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი არ არის დამოკიდებული იმ გზაზე, რომლითაც ხდება პროცესი, არამედ დამოკიდებულია სისტემის საწყის და საბოლოო მდგომარეობაზე.

ლავუაზიე-ლაპლასის კანონი: წინა რეაქციის თერმული ეფექტი ტოლია საპირისპირო რეაქციის თერმული ეფექტის საპირისპირო ნიშნით.

ჰესის კანონი და მისი შედეგები გამოიყენება ქიმიური რეაქციების დროს ენთალპიის, ენტროპიისა და გიბსის პოტენციალის ცვლილებების გამოსათვლელად:

∆H = ∑∆H 0 298 (გაგრძ.) - ∑∆H 0 298 (ორიგინალი)

∆S = ∑S 0 298 (გაგრძ.) - ∑S 0 298 (ორიგინალი)

∆G = ∑∆G 0 298 (გაგრძ.) - ∑∆G 0 298 (ორიგინალი)

დასკვნის ფორმულირება ჰესის კანონიდან რეაქციის ენთალპიის ცვლილების გამოსათვლელად: რეაქციის ენთალპიის ცვლილება უდრის რეაქციის პროდუქტების წარმოქმნის ენთალპიების ჯამს გამოკლებული საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნის ენთალპიების ჯამი. სტოქიომეტრიის გათვალისწინებით.

∆H 0 298 – წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია (სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება 1 მოლი ნივთიერების წარმოქმნისას მარტივი ნივთიერებებისგან სტანდარტულ პირობებში). სტანდარტული პირობები: წნევა 101,3 კპა და ტემპერატურა 25 0 C.

ბერტელოტ-ტომსენის პრინციპი: ყველა სპონტანური ქიმიური რეაქცია ხდება ენთალპიის დაქვეითებით. ეს პრინციპი მუშაობს დაბალ ტემპერატურაზე. მაღალ ტემპერატურაზე რეაქციები შეიძლება მოხდეს ენთალპიის მატებით.

ლექცია No8.

ქიმიური რეაქციების ნიმუშები

შესავალი თერმოდინამიკაში. ენტროპიის, ენთალპიის, გიბსის ენერგიის კონცეფცია. ქიმიური რეაქციების წარმოქმნის შესაძლებლობა. პროცესების ენთალპია და ენტროპიის ფაქტორები.

ქიმიური თერმოდინამიკა

განიხილება თუ არა ესა თუ ის სპონტანური რეაქცია პრინციპში გარკვეულ პირობებში ქიმიური თერმოდინამიკა. მაგალითად, დენთის (მარილი, გოგირდი და ქვანახშირი) აფეთქება თავისთავად შეუძლებელია. ნორმალურ პირობებში რეაქცია არ ხდება. მის დასაწყებად საჭიროა t°, ან დარტყმა.

ქიმიური თერმოდინამიკა განიხილავს სისტემის გადასვლას ერთი მდგომარეობიდან მეორეში, გარდამავალი მექანიზმის სრულიად იგნორირება. განიხილება, თუ როგორ ხდება საწყისი ნივთიერებების გადასვლა რეაქციის პროდუქტებში და როგორ არის დამოკიდებული სიჩქარე რეაქციის პირობებზე ქიმიური კინეტიკა. თუ რეაქცია თერმოდინამიკურად აკრძალულია, მაშინ უაზროა მისი სიჩქარის გათვალისწინება; ეს რეაქცია სპონტანურად არ მიმდინარეობს.

თუ რეაქცია თერმოდინამიკურად შესაძლებელია, მაშინ სიჩქარე შეიძლება შეიცვალოს, მაგალითად, კატალიზატორის შემოღებით. თეორიები, კანონები, რიცხვითი მახასიათებლები აუცილებელია რეაქციების გასაკონტროლებლად: ლითონების კოროზიის პროცესების შესანელებლად ან სარაკეტო საწვავის შემადგენლობის შედგენისთვის და ა.შ.

თერმოდინამიკა - მეცნიერება ერთი ტიპის ენერგიისა და სამუშაოს მეორეში გადაქცევის შესახებ. არსებობს თერმოდინამიკის 3 პრინციპი.

ქიმიურ ნივთიერებას თერმოდინამიკა ეწოდებაქიმიურ რეაქციებში ენერგიის გარდაქმნისა და მუშაობის გათვალისწინებით. ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ სახელმწიფო ფუნქცია.

სახელმწიფო ფუნქცია ეწოდება სისტემის ისეთ ცვლად მახასიათებელს, რომელიც არ არის დამოკიდებული სისტემის პრეისტორიაზე და ცვლილება, რომლის დროსაც სისტემა ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლისას არ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ როგორ განხორციელდა ეს ცვლილება.

(სიზიფე, მთა,

მთაზე ქვის ΔE არის სახელმწიფოს ფუნქცია)

ΔE - პოტენციური ენერგია

ΔE = მგ (სთ 2 -სთ 1)

სახელმწიფო ფუნქციების გამოსაყენებლად, თქვენ თავად უნდა განსაზღვროთ სახელმწიფოები.

სტატუსის პარამეტრები

P- წნევა
V – მოცულობა	სისტემის მიერ დაკავებული სივრცის ნაწილი.
ν – ხალების რაოდენობა	; ;
T - ტემპერატურა	იდეალური გაზისთვის, T = 273,16 K წყლის სამმაგი წერტილისთვის.
Т˚ - სტანდარტული t˚	Т˚ = 25˚С = 298,16 კ
Р˚ - სტანდარტული Р	Р˚ = 1 ატმ = 760 მმ Hg. = 101,3 კპა

სტატუსის ფუნქციები

U - შინაგანი ენერგია
H - ენთალპია
S – ენტროპია
G – გიბსის ენერგია

A და Q, ე.ი. მუშაობა და სითბო არის ორი ფუნქცია, რომელსაც თერმოდინამიკა ეხება, მაგრამ რომლებიც არ არის მდგომარეობის ფუნქციები.

ნებისმიერ სისტემას, რომლის გადასვლა ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე განიხილება თერმოდინამიკის მიხედვით, შეიძლება ჰქონდეს:

მე მუდმივი მოცულობა(ანუ, მაგალითად, დალუქული ამპულა), V – კონსტ.

მუდმივი მოცულობით მიმდინარე პროცესებს უწოდებენ იზოქორიული, (იზოქორიული).

II მუდმივი წნევა. იზობარულიპროცესები (იზობარული), P – კონსტ.

III მუდმივიt˚. იზოთერმულიპროცესები, T – კონსტ.

სისტემაში მიმდინარე პროცესებს იმ პირობებში, როდესაც სისტემასა და გარე გარემოს შორის სითბოს გაცვლა არ ხდება, ეწოდება ადიაბატური.

სისტემის მიერ მიღებული სითბო დადებითად ითვლება, ხოლო სისტემის მიერ გარე გარემოში გამოთავისუფლებული სითბო უარყოფითად. სითბო განისაზღვრება J რიცხვით (კჯ).

თერმოდინამიკის პირველი კანონი. ენთალპია.

თერმოდინამიკის პირველი კანონი არის ენერგიის შენარჩუნებისა და ტრანსფორმაციის კანონი.

სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილება უდრის სხვაობას სისტემის მიერ გარემოდან მიღებული სითბოსა და სისტემის მიერ გარემოზე შესრულებული სამუშაოს რაოდენობას შორის.

ΔU - ქიმიურ რეაქციაში - არის სისტემის შინაგანი ენერგიის ცვლილება საწყისი ნივთიერებების გარკვეული რაოდენობის მოლის გადაქცევის შედეგად რეაქციის პროდუქტების გარკვეულ მოლში.

(განსხვავება საბოლოო და საწყისი მდგომარეობების ენერგიებს შორის).

მერე

თუ რეაქცია იზოქორულია, მაშინ V-კონსტ და
(ანუ სისტემის მიერ მიღებული ან გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა).

თუ რეაქცია იზობარულია, მაშინ ის ხდება მუდმივი გარე წნევის დროს:

მერე

ქიმიური რეაქციების უმეტესობა მიმდინარეობს იზობარულ პირობებში, ე.ი. აუცილებელია Q P-ის და გაფართოების (შეკუმშვის) მუშაობის დადგენა.

თერმოდინამიკაში სიტუაციის გასამარტივებლად, მიღებულია ახალი ფუნქცია - ენთალპია ნ.

რეაქციაში ენთალპიის ცვლილება ტოლი იქნება:

განტოლების (1) გათვალისწინებით ვიღებთ

და რადგან რეაქცია ხდება იზობარულ პირობებში, მაშინ P = const
.

, მაგრამ ჩვენ ეს ვიცით
, ჩავანაცვლოთ:

, მაშინ

, ე.ი. განსხვავება ერთი და იგივე რეაქციის თერმულ ეფექტებს შორის, რომლებიც იზომება მუდმივ წნევასა და მუდმივ მოცულობას შორის, უდრის გაფართოების სამუშაოს. ამრიგად, ენთალპიის ცვლილება ცალსახად არის დაკავშირებული სისტემის მიერ მიღებული ან გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობასთან იზობარული გადასვლის დროს და ენთალპიის ΔH ცვლილება ჩვეულებრივ მიიღება როგორც ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტის საზომი.

ცეცხლის სიცხე, კირქვის კალცინაცია, მცენარეთა ფოტოსინთეზი და ელექტროლიზი ენერგიის სხვადასხვა ფორმის გაცვლის მაგალითებია.

ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი არის ენერგიის ცვლილება საწყისი ნივთიერების გარკვეული რაოდენობის მოლის იზობარული გადასვლის დროს რეაქციის პროდუქტების მოლის შესაბამის რაოდენობაში.(J ან kJ-ში).

იგი იზომება ენთალპიის ცვლილებით სისტემის საწყისი ნივთიერებების მდგომარეობიდან რეაქციის პროდუქტებზე გადასვლისას. ამ შემთხვევაში შენარჩუნებულია ტერმინი ეგზო და ენდოთერმული რეაქცია. იზომება კალორიმეტრით. წინა და საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარე რეაქციების თერმული ეფექტები ტოლია სიდიდით და საპირისპირო ნიშნით.

H 2 + Cl 2 = 2HCl ΔH = – 184 კჯ

2HCl = H 2 + Cl 2 ΔН = + 184 კჯ

თერმოქიმიის ფუნდამენტური კანონი ჩამოაყალიბა ჰესმა 1840 წელს.

თ
რეაქციის თერმული ეფექტი დამოკიდებულია მხოლოდ საწყისი და საბოლოო ნივთიერებების მდგომარეობაზე და არ არის დამოკიდებული შუალედური ეტაპების რაოდენობაზე.

1 მოლი CO 2-ის მისაღებად საჭიროა 1 მოლი C (s) და 1 მოლი O 2 (g).

ყველა საფეხურის ეტაპებისა და ენთალპიების შეჯამებით, აღმოვაჩენთ, რომ:

ამ პროცესს ციკლი ეწოდება. რეაქციის თერმული ეფექტის გამოსათვლელად აუცილებელია ვიცოდეთ საწყისი ნივთიერებების დაშლის ენთალპია და მარტივი ნივთიერებებისგან რეაქციის პროდუქტების წარმოქმნის ენთალპია. მაგრამ ისინი ტოლია სიდიდით და განსხვავებული ნიშნით, ამიტომ საკმარისია ვიცოდეთ ერთი ენთალპია. იმიტომ რომ ენთალპია დამოკიდებულია მის მდგომარეობასა და პირობებზე, მაშინ ყველა მდგომარეობა და მდგომარეობა ერთნაირად ითვლება, რასაც სტანდარტი ეწოდება.

t˚ = 25˚С, Р = 101,3 კპა

t˚ ქიმიური რეაქციის ეფექტი ტოლია განსხვავებებირეაქციის პროდუქტების წარმოქმნის სითბოს ჯამი და საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნის სითბოს ჯამი.

სტანდარტული მდგომარეობიდან ნებისმიერ სხვაზე გადასვლას თან ახლავს ენთალპიის მატება, ე.ი. ენდოთერმული თერმული ეფექტი.

მარტივი ნივთიერებები ნულის ტოლია.

სტანდარტული ენთალპია (ფორმირების სითბო).

(˚) - ნიშნავს, რომ ყველა ნივთიერება სტანდარტულ მდგომარეობაშია.

მარტივი ნივთიერებებისგან რთული ნივთიერების წარმოქმნის ენთალპია არის მარტივი ნივთიერებებისგან მოცემული ნივთიერების წარმოქმნის რეაქციის თერმული ეფექტი სტანდარტულ მდგომარეობებში, მოხსენიებულია მიღებული ნივთიერების 1 მოლზე. . (ვ– ფორმირება – განათლება).

ენტროპია

ენტროპია (S) პროპორციულია სისტემის მდგომარეობის თერმოდინამიკური ალბათობის (W) ლოგარითმისა.

H – ბოლცმანის მუდმივი

ენტროპია არის სისტემის არეულობის საზომი. ენპროპია შემოღებულია მდგომარეობის ფუნქციად, რომლის ცვლილება განისაზღვრება სისტემის მიერ მიღებული ან გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის თანაფარდობით t – T-ზე.

თუ სისტემა იღებს სითბოს გარკვეულ რაოდენობას მუდმივ t˚-ზე, მაშინ მთელი სითბო მიდის ნაწილაკების შემთხვევითი, ქაოტური მოძრაობის გაზრდისკენ, ე.ი. ენტროპიის ზრდა.

II თერმოდინამიკის მეორე კანონი

თერმოდინამიკის მეორე კანონი ამბობს, რომ იზოლირებულ სისტემაში მხოლოდ პროცესები, რომლებიც იწვევს ენტროპიის ზრდას, შეიძლება მოხდეს სპონტანურად.(მოწესრიგებული სისტემა).

ეთერის აორთქლება ხელიდან ხდება სპონტანურად ენტროპიის მატებასთან ერთად, მაგრამ ასეთი გადასვლისთვის სითბოს ართმევს ხელიდან, ე.ი. პროცესი ენდოთერმულია.

III თერმოდინამიკის მესამე კანონი

იდეალური კრისტალის ენტროპია აბსოლუტურ ნულზე არის ნული. ეს არის თერმოდინამიკის მესამე კანონი.

S˚ 298 - სტანდარტული ენტროპია, J/(k mol).

თუ ΔH დიდია, მაშინ ΔS პატარაა. მაგრამ ეს ყოველთვის ასე არ არის. გიბსმა შემოიტანა ახალი მდგომარეობის ფუნქცია თერმოდინამიკაში - გიბსის ენერგია - გ .

G = H – TS ან ΔG = ΔH – TΔS

ნებისმიერ დახურულ სისტემაში მუდმივ P და T-ზე შესაძლებელია ასეთი სპონტანური პროცესი, რაც იწვევს გიბსის ენერგიის შემცირებას.ΔG და ენთალპია. ... გიბსი. ენთალპიადა ენტროპიული ფაქტორები, მათი გავლენა გაჟონვა რეაქციებიდაბალ და მაღალ ტემპერატურაზე. 18. შეფასება შესაძლებლობებიდა პირობები ნაკადი რეაქციები ...

ეს სახელმძღვანელო შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამოუკიდებელი მუშაობისთვის არაქიმიური სპეციალობების სტუდენტებისთვის

დოკუმენტი

გაბატონებული ფაქტორი ა. ენერგია გიბსიემსახურება როგორც სპონტანურობის კრიტერიუმს ნაკადი ქიმიური რეაქციები at isobaric - იზოთერმული პროცესები. ქიმიური რეაქციაფუნდამენტურად შესაძლებელია, თუ ენერგია გიბსიმცირდება...

მეთოდური ინსტრუქციები სასწავლო სესიები კურსის „ქიმიის თეორიული საფუძვლები“ ​​მოიცავს ლექციებს, სემინარებს, ლაბორატორიულ სამუშაოებს, საკურსო და საშინაო დავალებებს.

გაიდლაინები

... Შინაარსი შესახებ ენტროპია, აბსოლუტური ენტროპიანივთიერებები (S°t) და ენტროპია პროცესები(S°t). ენერგია გიბსიროგორც საზომი ქიმიურიაფინურობა. შეცვლა ენერგია გიბსისხვადასხვაში პროცესები, ენტროპიულიდა ენთალპიური ფაქტორები. G°298 და S °298-ის გაანგარიშება პროცესები ...

გაიდლაინები

... N რეაქციები. Შინაარსი შესახებ ენტროპია. აბსოლუტური ენტროპიადა მისი დამოკიდებულება მატერიის სტრუქტურაზე. შეცვლა ენტროპიასხვადასხვაში პროცესები. ენერგია გიბსი, მისი კავშირი ენტროპიადა ენთალპია. ენთალპიადა ენტროპიული ფაქტორები პროცესი ...

მისაღები გამოცდის პროგრამა მაგისტრატურაში 050100 საბუნებისმეტყველო განათლება

პროგრამა

... პროცესები. ენერგია და ფოკუსირება ქიმიური პროცესები ქიმიური თერმოდინამიკა. ძირითადი ცნებები თერმოდინამიკა: სისტემა, პროცესი, პარამეტრი, მდგომარეობა. სისტემის სტატუსის ფუნქციები: შიდა ენერგიადა ენთალპია ...

იხილეთ ასევე "ფიზიკური პორტალი"

ენთალპია, ასევე თერმული ფუნქციადა სითბოს შემცველობა- თერმოდინამიკური პოტენციალი, რომელიც ახასიათებს სისტემის მდგომარეობას თერმოდინამიკურ წონასწორობაში წნევის, ენტროპიისა და ნაწილაკების რაოდენობის დამოუკიდებელ ცვლად არჩევისას.

მარტივად რომ ვთქვათ, ენთალპია არის ის ენერგია, რომელიც ხელმისაწვდომია სითბოში გადაქცევისთვის გარკვეული ტემპერატურისა და წნევის დროს.

თუ თერმომექანიკური სისტემა განიხილება, როგორც მაკროსხეულის (გაზის) და ფართობის მქონე დგუშისგან შემდგარი სწონის დატვირთვით P = pS, გაზის წნევის დაბალანსება რგემის შიგნით, მაშინ ასეთი სისტემა ე.წ გაფართოვდა.

ენთალპია ან გაფართოებული სისტემის ენერგია ეგაზის შიდა ენერგიის ჯამის ტოლია უდა დგუშის პოტენციური ენერგია დატვირთვით ეოფლი = pSx = pV

ამრიგად, ენთალპია მოცემულ მდგომარეობაში არის სხეულის შინაგანი ენერგიის ჯამი და სამუშაო, რომელიც უნდა დაიხარჯოს ისე, რომ სხეულს ჰქონდეს მოცულობა. ვშეიტანეთ ზეწოლის ქვეშ მყოფ გარემოში რდა სხეულთან წონასწორობაში ყოფნა. სისტემის ენთალპია ჰ- შინაგანი ენერგიისა და სხვა თერმოდინამიკური პოტენციალის მსგავსი - აქვს ძალიან განსაზღვრული მნიშვნელობა თითოეული მდგომარეობისთვის, ანუ ეს არის მდგომარეობის ფუნქცია. ამიტომ, სახელმწიფოს შეცვლის პროცესში

მაგალითები

არაორგანული ნაერთები (25 °C-ზე)
რეაქციის სტანდარტული ენთალპია

ქიმიური ნაერთი	ფაზა (ნივთიერებათა)	ქიმიური ფორმულა	Δ ჰ ვ 0 კჯ/მოლ
ამიაკი	გადაჭრილი	NH 3 (NH 4 OH)	−80.8
ამიაკი	აირისებრი	NH 3	−46.1
ნატრიუმის კარბონატი	მყარი	Na 2 CO 3	−1131
ნატრიუმის ქლორიდი (მარილი)	გადაჭრილი	NaCl	−407
ნატრიუმის ქლორიდი (მარილი)	მყარი	NaCl	−411.12
ნატრიუმის ქლორიდი (მარილი)	თხევადი	NaCl	−385.92
ნატრიუმის ქლორიდი (მარილი)	აირისებრი	NaCl	−181.42
ნატრიუმის ჰიდროქსიდი	გადაჭრილი	NaOH	−469.6
ნატრიუმის ჰიდროქსიდი	მყარი	NaOH	−426.7
ნატრიუმის ნიტრატი	გადაჭრილი	NaNO3	−446.2
ნატრიუმის ნიტრატი	მყარი	NaNO3	−424.8
გოგირდის დიოქსიდი	აირისებრი	SO 2	−297
Გოგირდის მჟავა	თხევადი	H2SO4	−814
სილიციუმი	მყარი	SiO2	−911
აზოტის დიოქსიდი	აირისებრი	NO 2	+33
აზოტის მონოქსიდი	აირისებრი	არა	+90
წყალი	თხევადი	H2O	−286
წყალი	აირისებრი	H2O	−241.8
Ნახშირორჟანგი	აირისებრი	CO2	−393.5
წყალბადი	აირისებრი	H 2	0
ფტორი	აირისებრი	F 2	0
ქლორი	აირისებრი	Cl2	0
ბრომი	თხევადი	BR 2	0
ბრომი	აირისებრი	BR 2	0

ინვარიანტული ენთალპია რელატივისტურ თერმოდინამიკაში

რელატივისტური თერმოდინამიკის აგებისას (ფარდობითობის სპეციალური თეორიის გათვალისწინებით), როგორც წესი, ყველაზე მოსახერხებელი მიდგომაა ეგრეთ წოდებული ინვარიანტული ენთალპიის გამოყენება - გარკვეულ ჭურჭელში მდებარე სისტემისთვის.

ამ მიდგომით, ტემპერატურა განისაზღვრება, როგორც ლორენცის უცვლელი. ენტროპიაც უცვლელია. ვინაიდან კედლები გავლენას ახდენს სისტემაზე, ყველაზე ბუნებრივი დამოუკიდებელი ცვლადი წნევაა და, შესაბამისად, მოსახერხებელია ენთალპიის თერმოდინამიკური პოტენციალის აღება.

ასეთი სისტემისთვის, სისტემის "ჩვეულებრივი" ენთალპია და იმპულსი ქმნის 4 ვექტორს და ამ 4 ვექტორის ინვარიანტული ფუნქცია აღებულია ინვარიანტული ენთალპიის დასადგენად, რომელიც იგივეა ყველა საცნობარო სისტემაში:

რელატივისტური თერმოდინამიკის ძირითადი განტოლება იწერება ინვარიანტული ენთალპიის დიფერენციალის მეშვეობით შემდეგნაირად:

ამ განტოლების გამოყენებით შეგიძლიათ გადაჭრათ მოძრავი სისტემების თერმოდინამიკის ნებისმიერი საკითხი, თუ ფუნქცია ცნობილია.

იხილეთ ასევე

წყაროები

1. Bolgarsky A.V., Mukhachev G.A., Shchukin V.K., "თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემა" ედ. მე-2, შესწორებული და დამატებითი მ.: „უმაღლესი სკოლა“, 1975, 495 გვ.
2. Kharin A. N., Kataeva N. A., Kharina L. T., ed. პროფ. ხარინა A. N. "ქიმიის კურსი", მ.: "უმაღლესი სკოლა", 1975, 416 გვ.

შენიშვნები

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წელი.

სინონიმები:

ნახეთ, რა არის "ენთალპია" სხვა ლექსიკონებში:

ენთალპია- (ბერძნული enthalpo I სითბოდან), თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის ფუნქცია, რომლის ცვლილება მუდმივ წნევაზე უდრის სისტემას მიწოდებული სითბოს რაოდენობას, ამიტომ ენთალპიას ხშირად უწოდებენ თერმო ფუნქციას ან სითბოს შემცველობას. .…… ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- (ბერძნული enthalpo I სითბოდან) თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის ცალსახა ფუნქცია S ენტროპიის დამოუკიდებელი პარამეტრებით და წნევის p, დაკავშირებული U შიდა ენერგიასთან H = U + pV მიმართებით, სადაც V არის მოცულობა. სისტემის. მუდმივი p-ზე ცვლილება... ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- (აღნიშვნა H), ნივთიერებაში შემავალი თერმოდინამიკური (თერმული) ენერგიის რაოდენობა. ნებისმიერ სისტემაში ენთალპია უდრის შინაგანი ენერგიის ჯამს და წნევისა და მოცულობის ნამრავლს. იზომება ოდენობის ცვლილების (ჩვეულებრივ ზრდის) თვალსაზრისით... ... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

რუსული სინონიმების სითბოს შემცველობის ლექსიკონი. ენთალპიის არსებითი სახელი, სინონიმების რაოდენობა: 1 სითბოს შემცველობა (1) ASIS სინონიმური ლექსიკონი ... სინონიმური ლექსიკონი

ენთალპია- (ბერძნული enthalpo I სითბოდან) ეკოსისტემები, ეკოსისტემის ფუნქციური მდგომარეობა, რომელიც განსაზღვრავს მის სითბოს შემცველობას. ენთალპია არის ეკოსისტემის ვრცელი თვისება. ეკოლოგიური ენციკლოპედიური ლექსიკონი. კიშინიოვი: მოლდოვის საბჭოთა კავშირის მთავარი რედაქცია... ... ეკოლოგიური ლექსიკონი

ენთალპია- თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის ფუნქცია, რომელიც უდრის შიდა ენერგიის ჯამს და მოცულობისა და წნევის ნამრავლს. შენიშვნა ენთალპია არის დამახასიათებელი ფუნქცია, თუ ენტროპია და წნევა დამოუკიდებელი პარამეტრებია. [კრებული... ... ტექნიკური მთარგმნელის გზამკვლევი

- (ბერძნული enthalpo I სითბოდან) (სითბო შემცველობა, გიბსის თერმული ფუნქცია), თერმოდინამიკური პოტენციალი, მაკროსკოპული მდგომარეობის დამახასიათებელი. სისტემები თერმოდინამიკურში წონასწორობა ენტროპიის S და... ... მთავარ დამოუკიდებელ ცვლადებად არჩევისას ფიზიკური ენციკლოპედია