Selitämme mitä entalpia on, kemiallisten ja fysikaalisten ilmiöiden mukaan olemassa olevat tyypit ja sen erot entropiaan.
Mikä on entalpia?
Entalpia on määrä Energiaa että termodynaaminen järjestelmä vaihtaa ympäristönsä kanssa jatkuvan paineen olosuhteissa, eli sen energiamäärän, jonka järjestelmä absorboi tai vapauttaa ympäristöönsä prosesseissa, joissa paine ei muutu. Sisäänfyysistä Ykemia, tätä suuruutta edustaa yleensä kirjain H ja se mitataan joulea (J).
Ottaen huomioon, että jokainen esine voidaan ymmärtää termodynaamisena järjestelmänä, entalpia viittaa sen määrään lämpöä joka pannaan peliin olosuhteissaPaine vakio riippuen siitä, vastaanottaako vai syöttääkö järjestelmä virtaa.
Tämän mukaan mikä tahansa prosessi tai muunnos voidaan luokitella kahteen tyyppiin:
- Endoterminen. Ne, jotka kuluttavat lämpöä tai energiaaympäristöön.
- Eksoterminen. Ne, jotka vapauttavat lämpöä tai energiaa ympäristöön.
Riippuen järjestelmään puuttuvan aineen tyypistä (esimerkiksi kemialliset aineet a reaktio), entalpian aste on erilainen.
Hollantilainen fyysikko Heike Kamerlingh Onnes, suprajohtavuuden löytäjä ja Nobelin fysiikan palkinto vuonna 1913, käytti tätä termiä ensimmäisenä.
Entalpiatyypit
Erilaiset entalpiatyypit voidaan luokitella seuraavasti:
- Entalpia kemiallisissa ilmiöissä:
- Muodostumisen entalpia. Se on energiamäärä, joka tarvitaan muodostamaan a mooli a yhdiste sen ainesosista paineolosuhteissa ja lämpötila standardit, eli 1 ilmakehä ja 25 ºC.
- Hajoamisen entalpia. Sitä vastoin se on absorboituneen tai vapautuneen energian määrä, kun monimutkaisesta aineesta tulee yksinkertaisempi aine.
- Palamisen entalpia. Se on energiaa, joka vapautuu tai absorboituu polttamalla 1 mooli aine, aina kaasumaisen hapen läsnä ollessa.
- Neutralisaatioentalpia. Se tarkoittaa energiaa, joka vapautuu tai absorboituu aina, kun a happoliuos ja emäksinen liuos ne sekoittuvat, eli kun emäkset ja hapot neutraloivat toisiaan.
- Entalpia fysikaalisissa ilmiöissä:
- Vaiheenmuutosentalpia. Siihen liittyy energian imeytyminen tai vapautuminen, kun 1 mooli ainetta kulkee a:sta Kokoamistila toiseen, eli alkaenkaasua kohtaankiinteä tai siihennestettä, jne. Se on jaettu seuraavasti: entalpia höyrystymistä, entalpia jähmettyminen ja entalpia fuusio.
- Liukenemisen entalpia. Se on oikea sekoitus a liuennutta ainetta ja liuotin, ymmärrettävissä kahdessa vaiheessa: retikulaarinen (absorboi energiaa) ja nesteytys (vapauttaa energiaa).
On huomattava, että kaikki kuvatut prosessit ovat vakiopaineessa.
Entalpia ja entropia
Entalpian ja entropian (joka on järjestelmien epäjärjestyksen aste tai taipumus) käsitteet liittyvät termodynamiikan toiseen periaatteeseen, jonka mukaan jokainen tasapainossa oleva järjestelmä on maksimientropiassa.
Tämä periaate on käännetty minimientalpian periaatteeksi, joka sanoo, että tasapainoa ei voida saavuttaa niin kauan kuin energian vaihto järjestelmän kanssa on runsasta tai ylittää tietyt rajat; tasapainon tulee olla pienimmän mahdollisen vaihdon tila, eli pienimmän tallennettavissa olevan entalpian tila.
Tämä tarkoittaa, että entropia ja entalpia ovat kääntäen verrannollisia: maksimientropiapisteessä entalpia on minimaalinen ja päinvastoin.