Hvorfor er entalpi en omfattende ejendom? + Eksempel

Hvorfor er entalpi en omfattende ejendom? + Eksempel
Anonim

For det første er en omfattende ejendom en, der afhænger af mængden af materiale, der er til stede. For eksempel er masse en stor ejendom, fordi hvis du fordobler mængden af materiale, fordobles massen. En intensiv ejendom er en, der ikke afhænger af mængden af materiale der er til stede. Eksempler på intensive egenskaber er temperatur # T # og tryk # P #.

Enthalpy er et mål for varmeindhold, så jo større masse af noget stof, desto større er den mængde varme, som den kan holde ved en bestemt temperatur og tryk.

Teknisk defineres entalpier som integralet af varmekapaciteten ved konstant tryk fra absolut nul til temperaturen af interesse, herunder eventuelle faseændringer. For eksempel, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "mål") C_PdT #

T_ "0") (T_ (0K)) (T_ "fus") C_PdT + DeltaH_ "fus" + int_ (T_ "fus") ^ (T_ "vap") C_PdT + DeltaH_ "vap" + int_ (T_ "vap") ^ (T_ "mål") C_PdT #

hvis vi antager at temperaturen af interesse ligger over kogepunktet. Så går vi igennem #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "mål" #.

Hvis to prøver er identiske ved samme temperatur og tryk, bortset fra at prøve B har to gange massen af prøve A, er entalpien af prøve B dobbelt så stor som prøve A.

Derfor er entalpy værdier sædvanligvis citeret som J / mol eller kJ / mol. Hvis du multiplicerer den citerede værdi med antallet af mol stof, får du entalpien i J eller kJ.

Svar:

Enthalpy pr. Definition (enheder af J) er en omfattende egenskab som den står i forhold til mængden af komponenterne i systemet ved hånden. Det er dog også en intensiv ejendom, når den er citeret i kJ / mol eller kJ / kg.

Forklaring:

enthalpi, # H #, defineres som

#H = U + pV #

# U = "intern energi" #

# P = "tryk" #

# V = "volumen" #

Vi kan dog ikke direkte måle den samlede entalpi af et system, så vi kan kun måle ændringer i entalpier.

En ændring i entalpier er varmen udviklet eller absorberes ved konstant tryk i en specifik reaktion / proces.

Denne ændring i entalpy ved konstant tryk er nu givet af

# ΔH = ΔU + pΔV #

SI-enheden til en entalpiændring er Joule (J), og det afhænger af, hvor meget af komponenterne i systemet du har. Jo mere af stoffet / stofferne du har, jo mere varme kan absorberes eller frigives til en given ændring. For eksempel fordamper 100 g vand dobbelt mængden af energi som den samme proces for 50 g vand. Dette gør enthalpien til en omfattende ejendom.

Imidlertid citeres tabeller af entalpier værdier som molært entalpy (kJ / mol) og specifik entalpi (kJ / kg). Disse er intensive egenskaber, da de allerede tager højde for mængden af komponenterne (en mol eller en kg).

Der er flere forskellige typer af entalpiændringer, såsom faseændringer, reaktionstænder og så videre. De kunne gives i kJ eller kJ / mol. Hvilken ene dikterer, om det er en intensiv eller omfattende ejendom.

Her er min begrundelse ved hjælp af et eksempel og en analogi. Bemærk at vi bruger kJ i stedet for J, da det er det, der almindeligvis anvendes.

At fordampe en mol vand ved 298 K

# ΔH = 44 "kJ" #

eller

# ΔH_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

Disse to mængder er beslægtet med udtrykket

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Entalpyændringen (# AH #) er omfattende, hvorimod den molære entalpy af fordampning (# ΔH_ "VAP" (H_2O) #) er intensiv.

Lad os nu se på tæthed, som er en intensiv ejendom. De følgende to ligninger er sammenlignelige

# "Density" = "masse" / "volumen" #

og

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Ændringen i entalpier for en vis mængde (n) er givet i kJ af

# ΔH = ΔH_ "vap" (H_2O) * n #

ligesom massen i en given mængde stof gives af

# "Masse" = "tæthed" * "volumen" #

Så du ser

# "Massefylde" - = ΔH_ "vap" (H_2O) #

# "Masse" - = AH #

#"massefylde"# og # ΔH_ "VAP" (H_2O) # er intensive, mens #"masse"# og # AH # er omfattende.