Entalpia specyficzna kontra Entalpia
Entalpia jest podstawową koncepcją termodynamiki, która mierzy całkowitą zawartość ciepła systemu. Często używa się go do opisania zmian energii zachodzących podczas reakcji chemicznych lub przejścia fazowe. Jednak istnieje inny termin ściśle związana z entalpią znaną jako entalpia właściwa. Chwila oba terminy służą do ilościowego określania zmian energii wyraźne różnice in ich definicje i aplikacje. W ten artykuł, będziemy zwiedzać różnice między entalpią właściwą a entalpią i zrozumieć, w jaki sposób są one wykorzystywane różne pola nauki i inżynierii. Zanurzmy się więc i rozwikłajmy tajemnice za tych dwóch ważne pojęcia w termodynamice.
Na wynos
- Entalpia jest właściwość termodynamiczna to reprezentuje całkowitą zawartość ciepła układu, podczas gdy entalpia właściwa to entalpia na jednostkę masy substancji.
- Specyficzna entalpia jest przydatna w aplikacje inżynierskie jak pozwala dokładniejsze obliczenia i porównania pomiędzy różne substancje.
- Entalpię mierzy się zazwyczaj w jednostkach energii, takich jak dżule lub kalorie, natomiast entalpię właściwą mierzy się w jednostkach energii na jednostkę masy, np. w dżulach na kilogram.
- Entalpię właściwą substancji można obliczyć, dzieląc entalpię przez masę substancji.
- Obie entalpie i entalpia właściwa ważne pojęcia w termodynamice i służą do analizy i projektowania różnych procesów i systemów.
Entalpia a entalpia właściwa
Entalpia: definicja i składniki (energia wewnętrzna i praca ciśnienie-objętość)
Entalpia jest podstawowym pojęciem termodynamiki, które pomaga nam zrozumieć zawartość energii systemu. Jest oznaczony przez symbol „H” i jest zdefiniowany jako Suma of energię wewnętrzną (U) i produkt ciśnienia (P) i objętości (V) układu. W innymi słowy, entalpia odpowiada obie upał energia oraz pracę wykonaną przez system.
Energia wewnętrzna reprezentuje całkowitą energię zgromadzoną w systemie, w tym energię kinetyczną i potencjalną of jego cząstki. Z drugiej strony, presja-praca objętościowa uwzględnia energię przekazywaną do lub z systemu w wyniku zmian w jego objętość dla stałe ciśnienie.
Entalpia właściwa: definicja jako entalpia na jednostkę masy
Entalpia właściwa, oznaczona jako „h”, to entalpia na jednostkę masy substancji. Otrzymuje się go dzieląc entalpię (H) układu przez jego masa (M). Entalpia właściwa pozwala nam analizować zawartość energii substancji w przeliczeniu na jednostkę masy, co jest szczególnie przydatne w inżynieria i obliczenia termodynamiczne.
Wyrażając entalpię w kategoriach masy, entalpia właściwa umożliwia nam porównanie zawartość energii of różne substancje or różne kwoty of ta sama substancja.
Porównanie entalpii i entalpii właściwej
Podstawowa różnica leży pomiędzy entalpią a entalpią właściwą ich jednostki i droga oni przywykli. Entalpia jest rozległa nieruchomość, czyli to zależy od Rozmiar lub ilość systemu. Z drugiej strony, entalpia właściwa jest intensywna nieruchomość, która pozostaje stała niezależnie od rozmiar systemu.
Entalpia pozwala nam na analizę ogółem zawartość energii systemu, biorąc pod uwagę oba energię wewnętrzną i wykonaną pracę. Jest powszechnie stosowany w obliczenia termodynamiczne, takie jak ustalenie dotychczasowy przenikania ciepła w reakcjach chemicznych lub zmiany fazy.
Z drugiej strony zapewnia entalpię właściwą bardziej szczegółową analizę biorąc pod uwagę zawartość energii w przeliczeniu na jednostkę masy. Jest szczególnie przydatny w aplikacje inżynierskie, takie jak obliczanie energii wymaganej do ogrzewania lub chłodzenia określoną masę substancji.
Jednostki miary entalpii i entalpii właściwej
Entalpię mierzy się zazwyczaj w jednostkach energii, takich jak dżule (J) lub kalorie (cal). Jednostka SI dla entalpii jest dżul, podczas gdy kaloria jest powszechnie używany w pole z chemii.
Entalpię właściwą wyraża się w te same jednostki jako entalpia, ale podzielona przez masę. Dlatego, jednostki dla określonej entalpii są to dżule na kilogram (J/kg) lub kalorie na gram (cal/g).
Podsumowując, entalpia i entalpia właściwa to zarówno entalpia, jak i entalpia właściwa ważne pojęcia w termodynamice. Entalpia zapewnia kompleksową analizę ukończenia zawartość energii układu, podczas gdy entalpia właściwa na to pozwala bardziej szczegółowe badanie w przeliczeniu na jednostkę masy. Zrozumienie te koncepcje ma kluczowe znaczenie dla inżynierów, naukowców i wszystkich osób, z którymi współpracuje systemy energetyczne.
Entalpia właściwa systemu pary wodnej
Entalpia właściwa system wody parowej is kluczową właściwość termodynamiczną który pomaga nam zrozumieć zawartość energii systemu. Definiuje się ją jako ilość energii cieplnej na jednostkę masy substancji i odgrywa ona rolę Znaczącą rolę w różnych aplikacje inżynierskie, szczególnie w pole termodynamiki.
Specyficzne wartości entalpii parowania i nasycenia wody
Kiedy woda ulega zmiana fazy z cieczy do stan pary, wymaga określonej ilości energii. Ta energia nazywana jest entalpią właściwą parowania. Reprezentuje upał energia potrzebna do konwersji jedna jednostka masy wody w postaci ciekłej w parę w temp dana temperatura i ciśnienie.
Podobnie, entalpia właściwa nasycenia odnosi się do zawartość energii wody, jeśli ona istnieje stan nasycenia, w ten stan, woda jest temperatura wrzenia odpowiadających określone ciśnienie. Specyficzna entalpia nasycenia wynosi Suma entalpii właściwej wody w stanie ciekłym i entalpii właściwej parowania.
Obliczanie entalpii właściwej dla pary nasyconej pod ciśnieniem atmosferycznym
Aby obliczyć entalpię właściwą pary nasyconej pod ciśnieniem atmosferycznym, musimy wziąć pod uwagę entalpię właściwą wody w stanie ciekłym i entalpię właściwą parowania. Entalpię właściwą wody w stanie ciekłym można określić za pomocą tabel lub równań opartych na temperaturze. Specyficzną entalpię parowania można również odczytać z tabel lub korelacji.
Dodając entalpię właściwą wody w stanie ciekłym i entalpię właściwą parowania, możemy wyznaczyć entalpię właściwą pary nasyconej pod ciśnieniem atmosferycznym. Ta wartość reprezentuje zawartość energii pary w jego stan nasycenia.
Wzrost entalpii właściwej wraz z ciśnieniem w układzie
As presja of system wody parowej wzrasta, entalpia właściwa również wzrasta. To dlatego, że wyższe ciśnienia wymagać więcej energii do zamiany wody w parę. Entalpia właściwa pary w temp dane ciśnienie jest wyższa niż w ciśnieniu atmosferycznym z powodu dodatkowa energia potrzebne do odparowania.
Wzrost w określonej entalpii z ciśnienie w układzie is ważna uwaga in różne procesy przemysłowe, Takie jak wytwarzanie energii i maszyny napędzane parą. Zrozumienie związek pomiędzy ciśnieniem a entalpią właściwą umożliwia inżynierom projektowanie wydajne systemy i zoptymalizować zużycie energii.
Obliczanie entalpii właściwej dla pary przegrzanej
Para przegrzana odnosi się do pary, która została podgrzana dalej jego punkt nasycenia. Aby obliczyć entalpię właściwą dla para przegrzana, musimy wziąć pod uwagę entalpię właściwą pary nasyconej i entalpię właściwą przegrzania.
Entalpię właściwą pary nasyconej można wyznaczyć jak wspomniano wcześniej. Reprezentuje entalpię właściwą przegrzania dodatkowa energia wymagane do ogrzania Para Poza jego punkt nasycenia. Wartość tę można uzyskać z tabel lub korelacji opartych na temperaturze i ciśnieniu para przegrzana.
Dodając entalpię właściwą pary nasyconej i entalpię właściwą przegrzania, możemy wyznaczyć entalpię właściwą pary para przegrzana. Ta wartość reprezentuje ogółem zawartość energii pary w jego stan przegrzania.
Entalpia molowa a entalpia swoista
Definicja entalpii molowej i entalpii właściwej
Entalpia to podstawowe pojęcie termodynamiki, które mierzy całkowitą energię układu. Jest oznaczony przez symbol „H” i jest często używany do opisu przenikania ciepła i zmiany energii w reakcjach chemicznych. Entalpia molowa i entalpia właściwa to dwa powiązane, ale różne pojęcia które są powszechnie stosowane w różne konteksty.
Entalpia molowa, znana również jako molowa pojemność cieplna, to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury jednego mola substancji o jeden stopień Celsjusza. Jest reprezentowany przez symbol „Cp” i wyraża się w jednostkach dżul na mol na stopień Celsjusza (J/mol·°C). Entalpia molowa uwzględnia masę substancji i służy do obliczania zmiany entalpii reakcji.
Z drugiej strony entalpia właściwa, znana również jako ciepło właściwe Pojemność, to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury jednostki masy substancji o jeden stopień Celsjusza. Jest reprezentowany przez symbol „cp” i wyraża się w jednostkach dżul na kilogram na stopień Celsjusza (J/kg·°C). Entalpia właściwa jest wykorzystywana do obliczeń bilansu cieplnego w inżynierii i jest niezależna od masy substancji.
Różnice między entalpią molową a entalpią właściwą
Podstawowa różnica pomiędzy entalpią molową a entalpią właściwą jednostki pomiaru i ilość rozważane. Entalpię molową wyraża się w molach substancji, natomiast entalpię właściwą wyraża się w kilogramach substancji.
Entalpia molowa uwzględnia masę substancji i służy do obliczania zmiany entalpii reakcji. Jest to szczególnie przydatne w reakcjach chemicznych, gdzie ilości zaangażowane są często mierzone w molach. Z drugiej strony entalpia właściwa jest wykorzystywana do obliczeń bilansu cieplnego w inżynierii, gdzie skupienie dotyczy energii potrzebnej do ogrzewania lub chłodzenia dana masa substancji.
Entalpia molowa stosowana do obliczania zmiany entalpii w reakcjach
Entalpia molowa jest powszechnie stosowana w reakcjach chemicznych do obliczania zmiany entalpii, zwanej również upał reakcji. Zmiana entalpii jest różnicą entalpii pomiędzy produktsi i reagenty w reakcji chemicznej. Wiedząc entalpie molowe reagentów i produktów można obliczyć zmianę entalpii korzystając z Zasada zachowania energii.
Na przykład podczas spalania metanu (CH4) entalpia molowa metanu wynosi -890.3 kJ/mol, a entalpia molowa dwutlenku węgla (CO2) wynosi -393.5 kJ/mol. Odejmując entalpię molową reagentów od entalpii molowej produkts, można wyznaczyć zmianę entalpii reakcji.
Entalpia właściwa stosowana do obliczeń bilansu cieplnego w inżynierii
Entalpia właściwa jest szeroko stosowana w inżynierii do obliczeń bilansu cieplnego. Obliczenia bilansu cieplnego polegają na określeniu ilości energii cieplnej potrzebnej do ogrzania lub ochłodzenia dana masa substancji. Specyficzna entalpia pozwala inżynierom na obliczenia zapotrzebowania energetycznego do różnych procesów, np woda grzewcza lub chłodzące powietrze.
Na przykład w HVAC (ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja).entalpia właściwa służy do obliczenia energii wymaganej do ogrzania lub ochłodzenia powietrza przepływającego przez system. Znając konkretną entalpię powietrza przychodzącego i wychodzącegoinżynierowie mogą określić ilość energii potrzebną do osiągnięcia żądaną zmianę temperatury.
Jednostki miary entalpii molowej i entalpii właściwej
Entalpię molową mierzy się w dżulach na mol na stopień Celsjusza (J/mol·°C), natomiast entalpię właściwą mierzy się w dżulach na kilogram na stopień Celsjusza (J/kg·°C). Te jednostki odzwierciedlić różne ilości brane pod uwagę – mole dla entalpii molowej i kilogramy dla entalpii właściwej.
Obliczanie całkowitej zmiany entalpii przy użyciu entalpii molowej i entalpii właściwej
Liczyć całkowita zmiana entalpii w systemie, obie entalpie molowe i można zastosować określoną entalpię. Entalpia molowa służy do określenia zmiany entalpii przy poziomie molekularnym, podczas gdy entalpia właściwa służy do określenia zmiany entalpii przy poziom masy.
Całkowita zmiana entalpii można obliczyć, mnożąc entalpię molową przez liczba moli biorących udział w reakcji i dodanie go do produkt entalpii właściwej i masy substancji. Pozwala to na wszechstronne zrozumienie zmian energii zachodzących w układzie.
Różne typy zmian entalpii
Zmiana entalpii odnosi się do ilości energii cieplnej przekazanej podczas reakcji chemicznej lub proces fizyczny. Tam są różne rodzaje zmian entalpii zachodzących w różne scenariusze. Przyjrzyjmy się niektórym z nich najpowszechniejsze rodzaje zmian entalpii.
Wyjaśnienie różnych typów zmian entalpii
Entalpia reakcji: Zmiana entalpii związana z reakcją chemiczną jest znana jako entalpia reakcji. Reprezentuje różnicę entalpii pomiędzy produktsi i reagenty. Wartość ta może być dodatnia lub ujemna, w zależności od tego, czy reakcja jest egzotermiczny (uwalnia ciepło) lub endotermiczny (pochłania ciepło).
Entalpia spalania: Zmiana entalpii zachodząca podczas spalania substancji nazywana jest entalpią spalania. To mierzy upał energia uwalniana, gdy substancja reaguje z tlenem, tworząc dwutlenek węgla i wodę.
Entalpia tworzenia: Zmiana entalpii podczas tworzenia jednego mola związku z jego elementów składowych w ich stanach standardowych nazywana jest entalpią tworzenia. Dostarcza informacji nt stabilność i zawartość energii of związek.
Entalpia neutralizacji: zmiana entalpii zachodząca, gdy kwas reaguje z na podstawie tworząc sól a woda nazywana jest entalpią zobojętniania. Reprezentuje upał energia uwolniona lub pochłonięta podczas proces neutralizacji.
Entalpia roztworu: zmiana entalpii związana z rozwiązanie substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku nazywa się entalpią roztworu. To mierzy upał energia uwalniana lub absorbowana podczas rozpuszczania substancji rozpuszczonej i tworzenia roztworu.
Entalpia topnienia: zmiana entalpii, gdy substancja zmienia się ze stanu stałego w stan płynny at jego temperatura topnienia nazywa się entalpią topnienia. Reprezentuje upał energia potrzebna do pokonania sił międzycząsteczkowych ciało stałe razem.
Entalpia sublimacji: zmiana entalpii, gdy substancja zmienia się bezpośrednio ze stanu stałego w gazstan bez przechodzenia płyn były jest znana jako entalpia sublimacji. To mierzy upał energię potrzebną do pokonania siły przytrzymanie ciało stałe razem i przekształć to w gaz.
Entalpia parowania: zmiana entalpii, gdy substancja zmienia się z cieczy w gazstan o godz jego punkt wrzenia nazywa się entalpią parowania. Reprezentuje upał energia potrzebna do pokonania sił międzycząsteczkowych płyn razem.
Entalpia mieszania: Zmiana entalpii zachodząca podczas mieszania dwóch lub więcej substancji nazywana jest entalpią mieszania. To mierzy upał energia uwolniona lub pochłonięta podczas proces mieszania.
Poprzez zrozumienie te różne typy zmian entalpii, możemy uzyskać wgląd w przemiany energetyczne które zachodzą podczas reakcji chemicznych i proces fizycznynp.. Te wartości odgrywają kluczową rolę w różnych dziedzinach naukowych i aplikacje inżynierskie, takie jak efektywne projektowanie systemy energetyczne i zrozumienie termodynamika reakcji chemicznych.
Korzystna entalpia
Entalpia to podstawowe pojęcie termodynamiki, które pomaga nam zrozumieć zmiany energii zachodzące podczas reakcji chemicznych. Odgrywa kluczową rolę w określeniu, czy reakcja jest korzystna, czy nie. W w tej sekcji, będziemy zwiedzać związek pomiędzy zmiana entalpii i korzystność reakcji, a także przedstawić Pojęcie darmowej energii Gibbsa.
Korzystność reakcji na podstawie zmiany entalpii
Zmiana entalpii reakcji, często oznaczana jako ΔH, jest miarą ciepła pochłonięta energia lub uwolniony podczas reakcji chemicznej. Reprezentuje różnicę entalpii pomiędzy produktami i reagentami. Analizując znak i wielkość ΔH, możemy określić, czy reakcja jest egzotermiczna czy endotermiczna.
Reakcja egzotermiczna uwalnia energię cieplną do otoczenie, W wyniku czego ujemna wartość ΔH. Z drugiej strony, reakcja endotermiczna pochłania energię cieplną z otoczenie, prowadzący do dodatnia wartość ΔH. Wielkość ΔH wskazuje ilość energii cieplnej zaangażowanej w reakcję.
Zależność pomiędzy zmianą entalpii a zmianą entropii
Entropia, oznaczona jako ΔS, jest miarą zaburzenie lub losowość w systemie. Stanowi to liczba sposobów, w jaki cząstki systemu można zorganizować. Dodatnia wartość ΔS wskazuje wzrost w nieładzie, podczas gdy ujemna wartość ΔS wskazuje spadek w nieładzie.
Związek pomiędzy zmianą entalpii (ΔH) a zmianą entropii (ΔS) opisuje wzór równanie:
ΔG = ΔH – TΔS
gdzie ΔG jest zmiana energii swobodnej Gibbsa oraz T jest temperaturą w Kelvinach. Zmiana energii swobodnej Gibbsa decyduje o spontaniczności reakcji. Jeśli ΔG jest ujemne, reakcja jest spontaniczna i korzystna. Jeśli ΔG jest dodatnie, reakcja nie jest spontaniczna i niekorzystna. Jeśli ΔG wynosi zero, reakcja jest w równowadze.
Energia swobodna Gibbsa (ΔG) wynosi potencjał termodynamiczny który łączy efekty zmiany entalpii (ΔH) i zmiany entropii (ΔS) w celu określenia spontaniczności reakcji. To zapewnia pełniejsze zrozumienie korzyści reakcji w porównaniu z samą entalpią.
Równanie ΔG = ΔH – TΔS mówi nam, że aby reakcja była korzystna, zmiana entalpii musi być ujemna (egzotermiczna) i zmianę entropii musi być dodatni (wzrost zaburzenia). Jednak temperatura również odgrywa kluczową rolę. Na niskie temperatury, ujemna zmiana entalpii dominuje, co powoduje, że reakcja jest korzystna. Na wysokie temperatury, dodatnią zmianę entropii dominuje, co powoduje, że reakcja jest korzystna.
Często Zadawane Pytania
1. Dlaczego wartości entalpii są różne?
Wartości entalpii może różnić się w zależności od konkretny proces lub rozważana reakcja. Czynniki takie jak temperatura, ciśnienie i obecność of inne substancje może wpływać na entalpię układu, prowadząc do różnic w zmierzone wartości.
2. Czy entalpia to to samo, co ciepło właściwe?
Nie, entalpia i ciepło właściwe jest różne właściwości. Entalpia jest miarą całkowitej energii układu, obejmującej zarówno jego energię wewnętrzną, jak i pracę wykonaną nad układem lub przez układ. Ciepło właściwez drugiej strony jest miarą ilości ciepła potrzebnego do podniesienia temperatury jednostkowej masy substancji o określoną wartość.
3. Jaka jest różnica między ciepłem właściwym a entalpią?
Ciepło właściwe pojemność odnosi się do ilości ciepła potrzebnej do podniesienia temperatury jednostki masy substancji o określoną ilość. Z drugiej strony entalpia jest miarą całkowitej energii układu, obejmującej zarówno jego energię wewnętrzną, jak i pracę wykonaną nad układem lub przez układ. Chwila ciepło właściwe Pojemność is własność substancji, entalpia wynosi własność systemu.
4. Dlaczego entalpia doświadczalna jest większa od wartości teoretycznej?
Tam może być kilka powodów dla entalpię eksperymentalną być wyższy niż wartość teoretyczna. Błędy eksperymentalne, reakcje niepełne, reakcje ubocznei zanieczyszczenia w reagentach mogą się do tego przyczyniać odchylenie pomiędzy doświadczalne i teoretyczne wartości entalpii.
5. Jaka jest różnica między entalpią standardową a entalpią?
Standardowa entalpia odnosi się do zmiany entalpii zachodzącej pod standardowe warunki, które zazwyczaj obejmują temperatura 25°C i ciśnienie of pasek 1. Z drugiej strony, entalpia jest bardziej ogólny termin odnosi się to do całkowitej energii układu, obejmującej zarówno jego energię wewnętrzną, jak i pracę wykonaną nad układem lub przez układ.
6. Co to jest entalpia właściwa?
Entalpia właściwa to entalpia na jednostkę masy substancji. Jest to miara całkowitej energii jednostki masy substancji, obejmująca zarówno jej energię wewnętrzną, jak i pracę wykonaną nad substancją lub przez nią.
7. Jaka jest różnica pomiędzy zmianą entalpii a standardową zmianą entalpii?
Zmiana entalpii odnosi się do różnicy entalpii pomiędzy reagentami i produktjest w reakcji chemicznej. Może być dodatni (endotermiczny) lub ujemny (egzotermiczny). Standardowa entalpia Z drugiej strony zmiana odnosi się do zmiany entalpii, która zachodzi pod wpływem standardowe warunki, typowo o godz temperatura 25°C i ciśnienie of pasek 1.
8. Jaka jest różnica między entalpią właściwą a entalpią?
Entalpia właściwa odnosi się do entalpii na jednostkę masy substancji, podczas gdy entalpia jest bardziej ogólny termin która odnosi się do całkowitej energii układu. Entalpia właściwa uwzględnia masę substancji, podczas gdy entalpia nie.
9. Jaka jest różnica pomiędzy entalpią tworzenia a entalpią reakcji?
Entalpia tworzenia odnosi się do zmiany entalpii zachodzącej, gdy jeden mol związku powstaje z jego pierwiastków składowych w ich stanach standardowych. Z drugiej strony, entalpia reakcji odnosi się do zmiany entalpii zachodzącej w reakcji chemicznej, niezależnie od formacja of nowe związki.
10. Jaka jest różnica pomiędzy entalpią mieszania a entalpią roztworu?
Entalpia mieszania odnosi się do zmiany entalpii, która zachodzi, gdy dwie lub więcej substancji łączy się w celu utworzenia mikstura. Z drugiej strony, entalpia roztworu odnosi się do zmiany entalpii, która zachodzi, gdy substancja rozpuszczona jest rozpuszczana w rozpuszczalniku z wytworzeniem roztworu.
Jestem Sangeeta Das. Ukończyłem studia magisterskie z inżynierii mechanicznej ze specjalizacją w silnikach spalinowych i samochodach. Mam około dziesięcioletnie doświadczenie w przemyśle i środowisku akademickim. Moje zainteresowania obejmują silniki spalinowe, aerodynamikę i mechanikę płynów. Możesz mnie znaleść w