Ενθαλπία
Η ενθαλπία είναι μια έννοια που χρησιμοποιείται στην επιστήμη και τη μηχανική όταν πρέπει να υπολογιστούν η θερμότητα και το έργο. Η ονομασία προέρχεται από την ελληνική λέξη "ενθαλπος", που σημαίνει "βάζω θερμότητα". Η ιδέα και η λέξη επινοήθηκε από την Ολλανδή επιστήμονα Heike Kamerlingh Onnes το 1909.
Όταν μια ουσία μεταβάλλεται σε σταθερή πίεση, η ενθαλπία δείχνει πόση θερμότητα και έργο προστέθηκε ή αφαιρέθηκε από την ουσία.
Η ενθαλπία είναι παρόμοια με την ενέργεια, αλλά όχι η ίδια. Όταν μια ουσία μεγαλώνει ή συρρικνώνεται, καταναλώνεται ή απελευθερώνεται ενέργεια. Η ενθαλπία αντιπροσωπεύει αυτή την ενέργεια. Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες συχνά υπολογίζουν τη μεταβολή της ενθαλπίας και όχι τη μεταβολή της ενέργειας.
Θεωρήστε ένα σύστημα που περιέχει μια σταθερή ποσότητα αερίου. Οποιαδήποτε θερμική ενέργεια εισέρχεται στο σύστημα θα:
1) Αύξηση της εσωτερικής ενέργειας του αερίου
ή
2) Να οδηγήσει σε εργασίες για την επέκταση του συστήματος. Το έργο που επιτελείται είναι το γινόμενο των πιέσεων και του όγκου. Επομένως, η ενθαλπία λαμβάνει υπόψη και τους δύο αυτούς παράγοντες:
Ενθαλπία και χημικές αντιδράσεις
Όταν συμβαίνει μια χημική αντίδραση, μια ουσία μπορεί να γίνει θερμότερη ή ψυχρότερη. Ως αποτέλεσμα, η θερμότητα θα ρέει προς τα πράγματα γύρω της ή από τα πράγματα γύρω της, μέχρι η θερμοκρασία της να είναι και πάλι η ίδια. Εάν η πίεση παραμένει η ίδια, αυτή η ποσότητα θερμότητας δείχνει πόσο άλλαξε η ενθαλπία.
Για παράδειγμα, εάν η βενζίνη καίγεται στον αέρα, η βενζίνη απελευθερώνει θερμότητα. Αν υποθέσουμε ότι απελευθερώθηκαν 100 κιλοτζάουλ θερμότητας, τότε η ενθαλπία της βενζίνης μειώθηκε κατά 100 κιλοτζάουλ. Επομένως, η μεταβολή της ενθαλπίας για την αντίδραση αυτή ήταν ∆H = -100 kJ.
Εάν μια χημική αντίδραση εκλύει θερμότητα (θερμαίνοντας το περιβάλλον της), τότε η ενθαλπία της αντίδρασης λέγεται ότι έχει μειωθεί. Η τιμή της ∆H είναι αρνητική. Αυτού του είδους η αντίδραση, όπως το παραπάνω παράδειγμα, ονομάζεται εξώθερμη.
Εάν μια χημική αντίδραση απορροφήσει θερμότητα (ψύξη του περιβάλλοντος), τότε η ενθαλπία της αντίδρασης έχει αυξηθεί. Η τιμή της ∆H είναι θετική. Αυτό ονομάζεται ενδόθερμη αντίδραση.
Σχετικές σελίδες
- Θερμοδυναμικό δυναμικό
- Εντροπία
- Ελεύθερη ενέργεια Gibbs
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι η ενθαλπία;
A: Η ενθαλπία είναι μια έννοια που χρησιμοποιείται στην επιστήμη και τη μηχανική για τον υπολογισμό της θερμότητας και του έργου σε μια ουσία.
Ερ: Από πού προέρχεται η ονομασία "ενθαλπία";
A: Η ονομασία "ενθαλπία" προέρχεται από την ελληνική λέξη "ενθαλπός" (ενθαλπος), που σημαίνει "βάζω θερμότητα".
Ερ: Ποιος επινόησε την ιδέα και τη λέξη "ενθαλπία";
Α: Η Ολλανδή επιστήμονας Heike Kamerlingh Onnes επινόησε την ιδέα και τη λέξη "ενθαλπία" το 1909.
Ερ: Πώς σχετίζεται η ενθαλπία με την ενέργεια;
Α: Η ενθαλπία αντιπροσωπεύει την ενέργεια που χρησιμοποιείται ή απελευθερώνεται όταν μια ουσία αυξάνεται ή συρρικνώνεται, αλλά δεν είναι το ίδιο με την ενέργεια.
Ερ: Γιατί οι επιστήμονες συχνά υπολογίζουν τη μεταβολή της ενθαλπίας και όχι τη μεταβολή της ενέργειας;
Α: Οι επιστήμονες συχνά υπολογίζουν τη μεταβολή της ενθαλπίας επειδή λαμβάνει υπόψη την ενέργεια που χρησιμοποιείται ή απελευθερώνεται όταν μια ουσία αλλάζει μέγεθος.
Ερ: Τι συμβαίνει όταν η θερμική ενέργεια εισέρχεται σε ένα σύστημα που περιέχει μια σταθερή ποσότητα αερίου;
Α: Όταν η θερμική ενέργεια εισέρχεται σε ένα σύστημα που περιέχει μια σταθερή ποσότητα αερίου, μπορεί είτε να αυξήσει την εσωτερική ενέργεια του αερίου είτε να οδηγήσει στην εκτέλεση κάποιου έργου για τη διαστολή του συστήματος.
Ερ: Πώς η ενθαλπία λαμβάνει υπόψη τους παράγοντες της πίεσης και του όγκου;
Α: Η ενθαλπία λαμβάνει υπόψη τους παράγοντες της πίεσης και του όγκου λαμβάνοντας υπόψη το έργο που συντελείται, το οποίο είναι το γινόμενο των πιέσεων και του όγκου.
