Tekanan atmosfer biasanya bertindak sebagai tekanan konstan. Entalpi, seperti energi dalam, adalah fungsi keadaan.Energi dalam adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial dari keseluruhan sistem. Ini adalah dasar untuk persamaan entalpi. Entalpi adalah jumlah volume sistem dan sama dengan: H=U+pV, di mana p adalah tekanan dalam sistem, V adalah volume sistem. Di atas digunakan untuk menghitung entalpi ketika ketiganya besaran yang diberikan: tekanan, volume, dan energi dalam. Namun, entalpi tidak selalu dihitung dengan cara ini. Selain itu, ada beberapa cara lagi untuk menghitung entalpi.

Mengetahui energi bebas dan entropi, kita dapat menghitung entalpi. Energi bebas, atau energi Gibbs, adalah bagian dari entalpi sistem, untuk transformasi menjadi kerja, dan sama dengan perbedaan antara entalpi dan suhu, dikalikan dengan entropi: G \u003d H-TΔS (ΔH, G, S - inkremental) ketidakteraturan partikel sistem. Ini meningkat dengan meningkatnya suhu T dan tekanan. Di G<0 процесс идет самопроизвольно, при ΔG>0 - tidak berfungsi.

Selain itu, entalpi juga dihitung dari persamaan kimia. Jika persamaan reaksi kimia bentuk A+B=C diberikan, maka entalpi dapat ditentukan dengan rumus: dH \u003d dU + nRT, di mana n \u003d nk-nн (nk dan nн adalah jumlah mol produk reaksi dan bahan awal) Dalam proses isobarik, entropi sama dengan perubahan panas dalam sistem: dq \u003d dH Pada tekanan konstan, entalpi sama dengan: H=∫СpdTIJika entalpi dan entropi saling seimbang, kenaikan entalpi sama dengan produk suhu dan kenaikan entropi: H=TΔS

Sumber:

• cara menghitung perubahan entropi reaksi

Ke jumlah panas, diterima atau diberikan oleh suatu zat, perlu untuk menemukan massanya, serta perubahan suhu. Menggunakan tabel kapasitas panas spesifik, temukan nilai ini untuk bahan tertentu, dan kemudian hitung jumlah panas menggunakan rumus. Dimungkinkan untuk menentukan jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar dengan mengetahui massa dan panas spesifik pembakaran. Situasi yang sama dengan pencairan dan penguapan.

Anda akan perlu

• Untuk menentukan jumlah panas, ambil kalorimeter, termometer, timbangan, tabel sifat termal zat.

Petunjuk

Perhitungan jumlah yang diberikan atau diterima oleh tubuh Ukur berat badan pada timbangan dalam kilogram, kemudian ukur suhu dan panaskan, batasi kontak dengan lingkungan luar sebanyak mungkin, ukur kembali suhu. Untuk melakukan ini, gunakan bejana berinsulasi termal (kalorimeter). Dalam praktiknya, ini dapat dilakukan seperti ini: ambil benda apa pun pada suhu kamar, ini akan menjadi nilai awalnya. Kemudian tuangkan air panas ke dalam kalorimeter dan rendam tubuh di dalamnya. Setelah beberapa saat (tidak segera, tubuh harus melakukan pemanasan), ukur suhu air, itu akan sama dengan suhu tubuh. Dalam tabel panas spesifik, temukan nilai ini untuk bahan dari mana tubuh yang dipelajari dibuat. Maka jumlah panas itu akan menjadi produk dari kapasitas panas spesifik dengan massa tubuh dan suhunya (Q \u003d c m (t2-t1)). Hasilnya akan dalam joule. Suhunya bisa dalam derajat Celcius. Jika jumlah panasnya ternyata positif, tubuh memanas, jika mendingin.

Perhitungan jumlah panas selama pembakaran bahan bakar. Ukur massa bahan bakar yang terbakar. Jika cair, ukur volumenya dan kalikan dengan kerapatan yang diambil dalam tabel khusus. Kemudian, dalam tabel referensi, temukan panas spesifik pembakaran bahan bakar ini dan kalikan dengan massanya. Hasilnya adalah jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar.

Perhitungan jumlah panas selama peleburan dan penguapan Ukur massa benda peleburan, dan panas jenis leleh untuk zat tertentu dari tabel khusus. Kalikan nilai-nilai ini dan dapatkan jumlah yang diserap tubuh selama pencairan. Jumlah panas yang sama dilepaskan oleh tubuh selama kristalisasi.
Untuk mengukur jumlah panas yang diserap oleh cairan, temukan massanya, serta panas spesifik penguapan. Produk dari jumlah ini akan memberikan jumlah panas yang diserap oleh cairan yang diberikan selama penguapan. Selama kondensasi, jumlah panas yang dilepaskan sama persis dengan yang diserap selama penguapan.

Video Terkait

Panas Memengaruhi suatu sistem termodinamika muncul sebagai akibat dari terjadinya suatu reaksi kimia di dalamnya, tetapi bukan merupakan salah satu cirinya. Nilai ini hanya dapat ditentukan dalam kondisi tertentu.

Petunjuk

Konsep termal a erat kaitannya dengan konsep entalpi sistem termodinamika. Ini adalah energi panas yang dapat diubah menjadi panas ketika suhu dan tekanan tertentu tercapai. Nilai ini mencirikan keadaan keseimbangan sistem.

Saat bekerja dengan perhitungan, perhitungan, dan peramalan berbagai fenomena yang terkait dengan rekayasa panas, setiap orang dihadapkan pada konsep entalpi. Tetapi bagi orang-orang yang spesialisasinya tidak berhubungan dengan teknik tenaga termal atau yang hanya secara dangkal menemukan istilah-istilah seperti itu, kata "entalpi" akan menimbulkan ketakutan dan kengerian. Jadi, mari kita lihat apakah semuanya benar-benar menakutkan dan tidak bisa dipahami?

Jika kita mencoba mengatakannya secara sederhana, istilah entalpi mengacu pada energi yang tersedia untuk diubah menjadi panas pada tekanan konstan tertentu. Istilah entalpi dalam bahasa Yunani berarti "Saya panas". Artinya, rumus yang berisi jumlah dasar energi internal dan kerja yang dilakukan disebut entalpi. Nilai ini dilambangkan dengan huruf i.

Jika kita menulis di atas dalam kuantitas fisik, mengubah dan menurunkan rumus, maka kita mendapatkan i = u + pv (di mana u adalah energi internal; p, u adalah tekanan dan volume spesifik dari fluida kerja dalam keadaan yang sama yang nilai energi internal diambil). Entalpi adalah fungsi aditif, yaitu entalpi seluruh sistem sama dengan jumlah semua bagian penyusunnya.

Istilah "entalpi" itu kompleks dan beragam.

Tetapi jika Anda mencoba memahaminya, maka semuanya akan berjalan sangat sederhana dan jelas.

• Pertama, untuk memahami apa itu entalpi, ada baiknya mengetahui definisi umum, yang telah kita lakukan.
• Kedua, ada baiknya menemukan mekanisme kemunculan unit fisik ini, untuk memahami dari mana asalnya.
• Ketiga, Anda perlu menemukan koneksi dengan unit fisik lain yang saling berhubungan erat dengan mereka.
• Dan terakhir, keempat, Anda perlu melihat contoh dan rumusnya.

Nah, mekanisme kerjanya jelas. Anda hanya perlu membaca dan memahami dengan cermat. Kami telah berurusan dengan istilah "Enthalpy", kami juga telah memberikan rumusnya. Tetapi pertanyaan lain segera muncul: dari mana rumus ini berasal dan mengapa entropi dikaitkan, misalnya, dengan energi dan tekanan internal?

Esensi dan artinya

Untuk mencoba mencari tahu arti fisik dari konsep "entalpi", Anda perlu mengetahui hukum pertama termodinamika:

energi tidak menghilang ke mana-mana dan tidak muncul dari ketiadaan, tetapi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk lain dalam jumlah yang sama. Contohnya adalah transisi panas (energi panas) menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.

Kita perlu mengubah persamaan hukum pertama termodinamika ke dalam bentuk dq = du + pdv = du + pdv + vdp - vdp = d(u + pv) - vdp. Dari sini kita melihat ekspresi (u + pv). Ekspresi inilah yang disebut entalpi (rumus lengkap diberikan di atas).

Entalpi juga merupakan besaran keadaan, karena komponen u (tegangan) dan p (tekanan), v (volume spesifik) memiliki nilai tertentu untuk setiap besaran. Mengetahui hal ini, hukum pertama termodinamika dapat ditulis ulang dalam bentuk: dq = di - vdp.

Dalam termodinamika teknis, nilai entalpi digunakan, yang dihitung dari nol yang diterima secara konvensional. Sangat sulit untuk menentukan semua nilai absolut dari jumlah ini, karena untuk ini semua komponen energi internal suatu zat harus diperhitungkan ketika keadaannya berubah dari O ke K.

Rumus dan nilai entalpi diberikan pada tahun 1909 oleh ilmuwan G. Kamerling-Onnes.

Dalam ekspresi i - entalpi spesifik, untuk seluruh massa tubuh, entalpi total dilambangkan dengan huruf I, menurut sistem satuan dunia, entalpi diukur dalam Joule per kilogram dan dihitung sebagai:

Fungsi

Entalpi ("E") adalah salah satu fungsi tambahan, berkat penggunaannya dimungkinkan untuk menyederhanakan perhitungan termodinamika secara signifikan. Misalnya, sejumlah besar proses pasokan panas dalam rekayasa tenaga termal (di ketel uap atau ruang bakar turbin gas dan mesin jet, serta di penukar panas) dilakukan pada tekanan konstan. Untuk alasan ini, nilai entalpi biasanya diberikan dalam tabel sifat termodinamika.

Kondisi konservasi entalpi mendasari, khususnya, teori Joule-Thomson. Atau efek yang telah menemukan aplikasi praktis penting dalam pencairan gas. Jadi, entalpi adalah energi total dari sistem yang diperluas, yang merupakan jumlah energi internal dan energi eksternal - energi potensial tekanan. Seperti parameter keadaan apa pun, entalpi dapat ditentukan oleh pasangan parameter keadaan bebas apa pun.

Juga, berdasarkan rumus di atas, kita dapat mengatakan: "E" reaksi kimia sama dengan jumlah entalpi pembakaran zat awal dikurangi jumlah entalpi pembakaran produk reaksi.
Dalam kasus umum, perubahan energi sistem termodinamika bukanlah kondisi yang diperlukan untuk perubahan entropi sistem ini.

Jadi, di sini kita telah menganalisis konsep "entalpi". Perlu dicatat bahwa "E" terkait erat dengan entropi, yang juga dapat Anda baca nanti.

Entalpi adalah energi yang melekat pada sistem tertentu yang berada dalam kesetimbangan termodinamika dengan parameter konstan (tekanan dan entropi).

Entropi adalah karakteristik keteraturan sistem termodinamika.

ENThalpi(dari bahasa Yunani enthalpo - I heat), fungsi bernilai tunggal H dari keadaan sistem termodinamika dengan parameter entropi independen S dan tekanan p, terkait dengan energi internal U dengan hubungan H = U + pV, di mana V adalah volume sistem. Pada p konstan, perubahan entalpi sama dengan jumlah panas yang diberikan ke sistem, sehingga entalpi sering disebut fungsi panas atau kandungan panas. Dalam keadaan kesetimbangan termodinamika (pada p konstan dan S), entalpi sistem minimal.

Entropi adalah ukuran ketidakteraturan, ukuran homogenitas, ukuran kebingungan, dan ukuran simetri.

Hanya sedikit ilmuwan yang memahami konsep ini..........Biasanya, seperti yang dikatakan secara kiasan, ini adalah ukuran dari kekacauan sistem.....Artinya, ternyata kekacauan dapat diatur. Artinya, memungkinkan Anda untuk membedakan proses reversibel dari yang ireversibel ....... Untuk proses reversibel, entropi maksimum dan konstan ...... dan untuk yang ireversibel meningkat. Saya akan memberi Anda satu artikel ...... Termodinamika didasarkan pada perbedaan antara dua jenis proses - reversibel dan ireversibel. Reversibel adalah proses yang dapat berjalan baik ke depan maupun ke arah yang berlawanan, dan ketika sistem kembali ke keadaan semula, tidak ada perubahan yang terjadi. Proses lainnya disebut ireversibel. Hukum program penelitian mekanistik klasik dapat dibalik. Dengan munculnya termodinamika, gagasan tentang ireversibilitas proses memasuki fisika, yang menunjukkan batas penerapan deskripsi dinamis dari fenomena.

Entropi (Yunani dan gilirannya, transformasi) adalah salah satu yang utama. konsep fisika klasik, diperkenalkan ke dalam sains oleh R. Clausius. Dengan makroskopik t.sp. E. menyatakan kemampuan energi untuk berubah: semakin banyak E. sistem, semakin sedikit energi yang terkandung di dalamnya yang mampu bertransformasi. Dengan bantuan konsep E., salah satu dasar dirumuskan. hukum fisika - hukum kenaikan E., atau hukum kedua termodinamika, yang menentukan arah transformasi energi: dalam sistem tertutup, E. tidak dapat berkurang. Pencapaian E. maksimum mencirikan permulaan keadaan setimbang, di mana transformasi energi lebih lanjut tidak mungkin lagi - semua energi telah berubah menjadi panas dan keadaan keseimbangan termal telah datang.

Ulasan singkat

Hukum nol

hukum pertama

Ini juga dapat didefinisikan sebagai: jumlah panas yang disuplai ke sistem terisolasi yang dikeluarkan untuk melakukan pekerjaan dan mengubah energi internal

Hukum Kedua

hukum ketiga

Singkatnya, entropi dipostulatkan sebagai "tergantung suhu" dan mengarah pada perumusan gagasan nol mutlak.

Hukum Keempat (sementara)

Setiap sistem non-kesetimbangan memiliki sifat seperti itu, yang disebut kinetik, yang menentukan fitur aliran proses non-kesetimbangan dalam arah yang ditunjukkan oleh hukum kedua termodinamika, dan di mana gaya termodinamika yang mendorong proses non-kesetimbangan ini tidak bergantung .

Prinsip Termodinamika

Awal termodinamika nol

Hukum nol termodinamika dinamakan demikian karena dirumuskan setelah hukum pertama dan kedua berada di antara konsep-konsep ilmiah yang mapan. Ini menyatakan bahwa sistem termodinamika terisolasi secara spontan memasuki keadaan kesetimbangan termodinamika dari waktu ke waktu dan tetap di dalamnya untuk waktu yang lama jika kondisi eksternal tetap tidak berubah. Ini juga disebut permulaan umum.Kesetimbangan termodinamika menyiratkan adanya keseimbangan mekanik, termal dan kimia dalam sistem, serta keseimbangan fase. Termodinamika klasik hanya mendalilkan keberadaan keadaan kesetimbangan termodinamika, tetapi tidak mengatakan apa-apa tentang waktu yang dibutuhkan untuk mencapainya.

Dalam literatur, awalan ke-nol juga sering memuat pernyataan tentang sifat-sifat kesetimbangan termal. Kesetimbangan termal dapat terjadi antara sistem yang dipisahkan oleh partisi permeabel panas yang tidak dapat dipindahkan, yaitu partisi yang memungkinkan sistem untuk bertukar energi internal, tetapi tidak membiarkan materi lewat. Postulat transitivitas kesetimbangan termal menyatakan bahwa jika dua benda yang dipisahkan oleh partisi (diatermik) berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain, maka setiap benda ketiga yang berada dalam kesetimbangan termal dengan salah satu benda ini juga akan berada dalam kesetimbangan termal dengan tubuh lainnya.

Dengan kata lain, jika dua sistem tertutup A dan B dibawa ke dalam kontak termal satu sama lain, kemudian setelah mencapai kesetimbangan termodinamika oleh sistem yang lengkap A+B sistem A dan B akan berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain. Namun, masing-masing sistem A dan B itu sendiri juga dalam kesetimbangan termodinamika. Kemudian jika sistem B dan C berada dalam kesetimbangan termal, maka sistem A dan C juga berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain.

Dalam literatur asing dan terjemahan, postulat itu sendiri tentang transitivitas kesetimbangan termal sering disebut awal nol, dan posisi untuk mencapai kesetimbangan termodinamika dapat disebut awal "minus pertama". Pentingnya postulat transitivitas terletak pada kenyataan bahwa hal itu memungkinkan kita untuk memperkenalkan beberapa fungsi keadaan sistem, yang memiliki sifat empiris suhu, yaitu, untuk membuat perangkat untuk mengukur suhu. Kesetaraan suhu empiris yang diukur menggunakan instrumen semacam itu, termometer, adalah kondisi untuk kesetimbangan termal sistem (atau bagian dari sistem yang sama).

Hukum pertama termodinamika

Hukum pertama termodinamika mengungkapkan hukum universal kekekalan energi dalam kaitannya dengan masalah termodinamika dan mengesampingkan kemungkinan menciptakan mesin gerak abadi dari jenis pertama, yaitu perangkat yang mampu melakukan pekerjaan tanpa pengeluaran energi yang sesuai. .

energi dalam kamu Suatu sistem termodinamika dapat diubah dengan dua cara, dengan melakukan kerja padanya atau dengan bertukar panas dengan lingkungan. Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa panas yang diterima oleh sistem digunakan untuk meningkatkan energi internal sistem dan untuk melakukan pekerjaan oleh sistem ini, yang dapat ditulis sebagai Q = A + dU. Di Sini dU adalah diferensial total energi dalam sistem, Q adalah jumlah panas dasar yang ditransfer ke sistem, dan A- sangat kecil atau dasar kerja yang dilakukan oleh sistem. Karena kerja dan kalor bukanlah fungsi keadaan, tetapi bergantung pada cara sistem bertransisi dari satu keadaan ke keadaan lain, notasi dengan simbol digunakan δ untuk menekankan bahwa Q dan A adalah jumlah yang sangat kecil yang tidak dapat dianggap sebagai diferensial fungsi apa pun.

Tanda di Q dan A dalam hubungan di atas, mereka menyatakan kesepakatan bahwa kerja yang dilakukan oleh sistem dan panas yang diterima oleh sistem, yang diterima di sebagian besar karya termodinamika modern, dianggap positif.

Jika sistem hanya melakukan kerja mekanis karena perubahan volumenya, maka kerja dasar ditulis sebagai: A = P dV, di mana dV- peningkatan volume. Dalam proses kuasi-statis, pekerjaan ini sama dengan pekerjaan gaya eksternal pada sistem, diambil dengan tanda yang berlawanan: A intern = –δA luar, tetapi untuk proses non-kuasistatik hubungan ini tidak terpenuhi. Secara umum, pekerjaan dasar ditulis sebagai jumlah A = A 1 da 1 + A 2 da 2 + ... , di mana A 1 ,A 2 , ... - fungsi parameter sebuah 1 ,sebuah 2 , ... dan suhu T, ditelepon kekuatan umum .

Usaha yang berhubungan dengan perubahan jumlah suatu zat dalam suatu sistem (kerja kimia) dapat dipisahkan dari ungkapan umum untuk kerja menjadi istilah tersendiri.

Hukum kedua termodinamika

Hukum kedua termodinamika menetapkan batasan pada arah proses yang dapat terjadi dalam sistem termodinamika, dan mengecualikan kemungkinan menciptakan mesin gerak abadi jenis kedua. Bahkan, hasil ini sudah dicapai oleh Sadi Carnot dalam esainya “Pada gaya penggerak api dan pada mesin yang mampu mengembangkan gaya ini”. Namun, Carnot mengandalkan gagasan teori kalori dan tidak memberikan rumusan yang jelas tentang hukum kedua termodinamika. Ini dilakukan pada tahun 1850-1851 secara independen oleh Clausius dan Kelvin. Ada beberapa rumusan yang berbeda, tetapi pada saat yang sama setara dengan undang-undang ini.

Postulat Kelvin: "Sebuah proses melingkar tidak mungkin, satu-satunya hasil yang akan menjadi produksi kerja dengan mendinginkan reservoir panas." Proses melingkar seperti itu disebut proses Thomson-Planck, dan dipostulasikan bahwa proses seperti itu tidak mungkin.

Postulat Clausius: “Panas tidak dapat berpindah secara spontan dari benda yang kurang panas ke benda yang lebih panas.” Proses di mana tidak ada perubahan lain yang terjadi, kecuali perpindahan panas dari benda dingin ke benda panas, disebut proses Clausius. Postulat menyatakan bahwa proses seperti itu tidak mungkin. Panas dapat berpindah secara spontan hanya dalam satu arah, dari benda yang lebih panas ke benda yang kurang panas, dan proses semacam itu tidak dapat diubah.

Mengambil ketidakmungkinan proses Thomson-Planck sebagai postulat, dapat dibuktikan bahwa proses Clausius tidak mungkin, dan sebaliknya, dari ketidakmungkinan proses Clausius dapat disimpulkan bahwa proses Thomson-Planck juga tidak mungkin.

Konsekuensi dari hukum kedua termodinamika, didalilkan dalam formulasi ini, memungkinkan kita untuk memperkenalkan untuk sistem termodinamika satu fungsi lagi dari keadaan termodinamika. S, yang disebut entropi, sehingga diferensial totalnya untuk proses kuasi-statis ditulis sebagai dS=δQ/T. Bersama dengan suhu dan energi internal, yang diperkenalkan dalam prinsip nol dan pertama, entropi merupakan satu set lengkap jumlah yang diperlukan untuk deskripsi matematis proses termodinamika. Hanya dua dari tiga besaran yang disebutkan, yang ditambahkan termodinamika ke dalam daftar variabel yang digunakan dalam fisika, adalah independen.

Hukum ketiga termodinamika

Hukum ketiga termodinamika atau teorema Nernst menyatakan bahwa entropi sistem kesetimbangan, ketika suhu mendekati nol mutlak, berhenti bergantung pada parameter keadaan apa pun dan cenderung ke batas tertentu. Faktanya, isi teorema Nernst mencakup dua ketentuan. Yang pertama mendalilkan keberadaan batas entropi karena cenderung nol mutlak. Nilai numerik batas ini biasanya diasumsikan sama dengan nol, oleh karena itu dalam literatur kadang-kadang dikatakan bahwa entropi sistem cenderung nol karena suhu cenderung 0 K. Proposisi kedua teorema Nernst menyatakan bahwa semua proses mendekati nol mutlak yang mentransfer sistem dari satu keadaan setimbang ke yang lain, terjadi tanpa perubahan entropi.

Nilai nol suhu dan entropi pada nol mutlak diterima sebagai konvensi yang sesuai untuk menghilangkan ambiguitas dalam membangun skala untuk besaran termodinamika. Nilai suhu nol berfungsi sebagai titik referensi untuk membangun skala suhu termodinamika. Entropi yang hilang pada suhu nol mutlak disebut entropi mutlak. Dalam buku pegangan besaran termodinamika, nilai entropi absolut pada suhu 298,15 K sering diberikan, yang sesuai dengan peningkatan entropi ketika suatu zat dipanaskan dari 0 K menjadi 298,15 K.

Entalpi adalah sifat materi yang menunjukkan jumlah energi yang dapat diubah menjadi panas.

Entalpi adalah sifat termodinamika suatu zat yang menunjukkan tingkat energi disimpan dalam struktur molekulnya. Ini berarti bahwa meskipun materi dapat memiliki energi berdasarkan , tidak semuanya dapat diubah menjadi panas. Bagian dari energi internal selalu tetap dalam materi dan mempertahankan struktur molekulnya. Bagian dari zat tidak dapat diakses ketika suhunya mendekati suhu lingkungan. Karena itu, entalpi adalah jumlah energi yang tersedia untuk diubah menjadi panas pada suhu dan tekanan tertentu. Satuan entalpi- Unit termal Inggris atau joule untuk energi dan Btu/lbm atau J/kg untuk energi spesifik.

Jumlah entalpi

Kuantitas entalpi materi berdasarkan suhu yang diberikan. Suhu yang diberikan adalah nilai yang dipilih oleh para ilmuwan dan insinyur sebagai dasar perhitungan. Ini adalah suhu di mana entalpi suatu zat adalah nol J. Dengan kata lain, zat tersebut tidak memiliki energi yang tersedia yang dapat diubah menjadi panas. Suhu ini berbeda untuk zat yang berbeda. Misalnya, suhu air ini adalah titik tripel (0 °C), nitrogen adalah -150 °C, dan zat pendingin berdasarkan metana dan etana adalah -40 °C.

Jika suhu suatu zat di atas suhu tertentu, atau berubah wujud menjadi gas pada suhu tertentu, entalpi dinyatakan sebagai bilangan positif. Sebaliknya, pada suhu di bawah entalpi tertentu suatu zat dinyatakan sebagai bilangan negatif. Entalpi digunakan dalam perhitungan untuk menentukan perbedaan tingkat energi antara dua keadaan. Ini diperlukan untuk menyiapkan peralatan dan menentukan efek menguntungkan dari proses tersebut.

entalpi sering didefinisikan sebagai energi total materi, karena itu sama dengan jumlah energi internalnya (u) dalam keadaan tertentu, bersama dengan kemampuannya untuk melakukan pekerjaan (pv). Namun pada kenyataannya, entalpi tidak menunjukkan energi total suatu zat pada suhu tertentu di atas nol mutlak (-273°C). Oleh karena itu, alih-alih mendefinisikan entalpi sebagai panas total suatu zat, lebih tepatnya didefinisikan sebagai jumlah total energi yang tersedia dari suatu zat yang dapat diubah menjadi panas.
H=U+pV

Berapa entalpi pembentukan zat? Bagaimana cara menggunakan besaran ini dalam termokimia? Untuk menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, mari kita pertimbangkan istilah dasar yang terkait dengan efek termal dari interaksi kimia.

Efek termal dari reaksi

Ini adalah nilai yang mencirikan jumlah panas yang dilepaskan atau diserap selama interaksi zat.

Jika proses dilakukan dalam kondisi standar, efek termal disebut efek standar reaksi. Ini adalah entalpi pembentukan standar produk reaksi.

Kapasitas panas dari proses

Ini adalah kuantitas fisik yang menentukan rasio sejumlah kecil panas terhadap perubahan suhu. Satuan kapasitas kalor adalah J/K.

Kapasitas panas spesifik adalah jumlah energi panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu derajat Celcius untuk benda yang memiliki massa satu kilogram.

Efek termokimia

Untuk hampir semua reaksi kimia, dimungkinkan untuk menghitung jumlah energi yang diserap atau dilepaskan selama interaksi komponen kimia.

Transformasi eksotermik adalah transformasi semacam itu, sebagai akibatnya sejumlah panas dilepaskan ke atmosfer. Misalnya, proses bergabung ditandai dengan efek positif.

Entalpi reaksi dihitung dengan mempertimbangkan komposisi zat, serta koefisien stereokimia. Interaksi endotermik melibatkan penyerapan sejumlah panas untuk memulai reaksi kimia.

Entalpi standar adalah besaran yang digunakan dalam termokimia.

Aliran proses yang spontan

Dalam sistem termodinamika, suatu proses berlangsung secara spontan ketika ada penurunan energi bebas dari sistem yang berinteraksi. Sebagai syarat untuk mencapai kesetimbangan termodinamika, nilai minimum potensial termodinamika dipertimbangkan.

Hanya di bawah kondisi mempertahankan kondisi eksternal yang konstan dalam waktu, kita dapat berbicara tentang invarian interaksi.

Salah satu bagian termodinamika mempelajari secara tepat keadaan kesetimbangan di mana entalpi adalah nilai yang dihitung untuk setiap proses individu.

Proses kimia adalah reversibel dalam kasus-kasus ketika mereka berjalan secara bersamaan dalam dua arah yang saling berlawanan: mundur dan maju. Jika proses kebalikan diamati dalam sistem tertutup, maka setelah selang waktu tertentu sistem akan mencapai keadaan setimbang. Ini ditandai dengan berhentinya perubahan konsentrasi semua zat dari waktu ke waktu. Keadaan seperti itu tidak berarti penghentian total reaksi antara zat awal, karena kesetimbangan adalah proses dinamis.

Entalpi adalah besaran fisika yang dapat dihitung untuk bahan kimia yang berbeda. Karakteristik kuantitatif dari proses kesetimbangan adalah konstanta kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan parsial, konsentrasi kesetimbangan, dan fraksi mol zat yang berinteraksi.

Untuk setiap proses reversibel, konstanta kesetimbangan dapat dihitung. Itu tergantung pada suhu, serta pada sifat komponen yang berinteraksi.

Perhatikan contoh munculnya keadaan setimbang dalam sistem. Pada saat awal, hanya ada zat awal A dan B dalam sistem. Laju reaksi maju memiliki nilai maksimum, dan proses sebaliknya tidak berlangsung. Saat konsentrasi komponen awal menurun, peningkatan laju proses sebaliknya diamati.

Mempertimbangkan bahwa entalpi adalah kuantitas fisik yang dapat dihitung untuk reaktan, serta untuk produk dari proses, kesimpulan tertentu dapat ditarik.

Setelah selang waktu tertentu, laju proses langsung sama dengan laju interaksi terbalik. Konstanta kesetimbangan adalah rasio konstanta laju proses maju dan mundur. Arti fisis dari nilai ini menunjukkan berapa kali laju proses langsung melebihi nilai interaksi terbalik pada konsentrasi dan suhu tertentu.

Pengaruh faktor eksternal pada kinetika proses

Karena entalpi adalah besaran yang digunakan untuk perhitungan termodinamika, ada hubungan antara entalpi dan kondisi proses. Misalnya, interaksi termodinamika dipengaruhi oleh konsentrasi, tekanan, suhu. Ketika salah satu dari nilai-nilai ini berubah, keseimbangan bergeser.

Entalpi adalah potensial termodinamika yang mencirikan keadaan sistem dalam kesetimbangan ketika dipilih sebagai variabel bebas dari entropi, tekanan, jumlah partikel.

Entalpi mencirikan tingkat energi yang disimpan dalam struktur molekulnya. Oleh karena itu, jika suatu zat memiliki energi, itu tidak sepenuhnya diubah menjadi panas. Sebagian disimpan langsung dalam zat, diperlukan untuk berfungsinya zat pada tekanan dan suhu tertentu.

Kesimpulan

Perubahan entalpi adalah ukuran kalor suatu reaksi kimia. Ini mencirikan jumlah energi yang diperlukan untuk perpindahan panas pada tekanan konstan. Nilai ini digunakan dalam situasi di mana tekanan dan suhu akan menjadi nilai konstan dalam proses.

Entalpi sering dicirikan dalam bentuk energi total suatu zat, karena entalpi didefinisikan sebagai jumlah energi dalam dan kerja yang dilakukan oleh sistem.

Pada kenyataannya, nilai ini bertindak sebagai jumlah total energi, yang mencirikan indikator energi suatu zat yang diubah menjadi panas.

Istilah ini dikemukakan oleh H. Kamerling-Onnes. Saat melakukan perhitungan termodinamika dalam kimia anorganik, jumlah zat harus diperhitungkan. Perhitungan dilakukan pada suhu yang sesuai dengan 298 K, tekanan 101 kPa.

Hukum Hess, yang merupakan parameter utama termokimia modern, memungkinkan untuk menentukan kemungkinan terjadinya proses kimia secara spontan dan menghitung efek termalnya.