Чому ентальпія є великою власністю? + Приклад

По-перше, велика властивість залежить від кількості присутнього матеріалу. Наприклад, маса є великою властивістю, тому що якщо подвоїти кількість матеріалу, то маса подвоюється. Інтенсивним властивістю є та, яка не залежить від кількості присутнього матеріалу. Прикладами інтенсивних властивостей є температура # T # і тиску # P #.

Ентальпія є мірою теплоємності, тому чим більше маса будь-якої речовини, тим більше кількість тепла, яке воно може утримувати при будь-якій конкретній температурі і тиску.

Технічно, ентальпія визначається як інтеграл теплоємності при постійному тиску від абсолютного нуля до цікавить температури, включаючи будь-які фазові зміни. Наприклад, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "ціль") C_PdT #

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

якщо припустити, що цікава температура вище температури кипіння. Потім ми проходимо #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "мета" #.

Якщо два зразка однакові при одній і тій же температурі і тиску, за винятком того, що зразок B має подвоєну масу зразка A, то ентальпія зразка B вдвічі перевищує точку зразка А.

Тому значення ентальпії зазвичай цитують як J / моль або кДж / моль. Якщо помножити вказане значення на кількість молей речовини, ви отримаєте ентальпію в J або kJ.

Відповідь:

Ентальпія за визначенням (одиницями J) є великою властивістю, оскільки вона пропорційна кількості компонентів у системі. Однак він також є інтенсивним властивістю, якщо він вказаний у кДж / моль або кДж / кг.

Пояснення:

Ентальпія, # H #, визначається як

#H = U + pV #

# U = "внутрішня енергія" #

# p = "тиск" #

# V = "обсяг" #

Проте ми не можемо безпосередньо виміряти загальну ентальпію системи, тому ми можемо лише вимірювати зміни ентальпії.

Зміна ентальпії - тепло, яке виділяється або поглинається при постійному тиску в конкретній реакції / процесі.

Ця зміна ентальпії при постійному тиску тепер задається

# =H = +U + p V #

Одиницею SI для зміни ентальпії є джоуль (J), і це залежить від того, скільки компонентів у системі ви маєте. Чим більше речовини ви маєте, тим більше тепла може бути поглинене або вивільнене для даної зміни. Наприклад, випаровування 100 г води займає вдвічі більше енергії, ніж той самий процес, на 50 г води. Це робить ентальпію великою власністю.

Однак таблиці значень ентальпії зазвичай цитуються як молярна ентальпія (кДж / моль) і питома ентальпія (кДж / кг). Це інтенсивні властивості, оскільки вони вже враховують кількість компонентів (один моль або один кг).

Існує кілька різних типів змін ентальпії, таких як фазові зміни, ентальпії реакції тощо. Вони можуть бути наведені в кДж / кДж / моль. Котрий диктує, чи є це інтенсивна або велика власність.

Ось моє обґрунтування через приклад і аналогію. Зауважимо, що ми використовуємо kJ замість J, оскільки це те, що зазвичай використовується.

Для випаровування одного моля води при 298 K

# =H = 44 "kJ" #

або

# _H_ "vap" (H_2O) = 44 "кДж / моль" #

Ці дві величини пов'язані виразом

# _H_ "vap" (H_2O) = ()H) / n #

Зміна ентальпії (# H #) велика, тоді як молярна ентальпія випаровування (# _H_ "vap" (H_2O) #) є інтенсивним.

Тепер давайте подивимося на щільність, яка є інтенсивним майном. Наступні два рівняння порівнянні

# "щільність" = "маса" / "обсяг" #

і

# _H_ "vap" (H_2O) = ()H) / n #

Зміна ентальпії для певної кількості (n) наведено в кДж

# =H = _H_ "vap" (H_2O) * n #

як маса в даному об'ємі речовини дається

# "mass" = "щільність" * "обсяг" #

Так ви бачите

# "щільність" - = H_ "vap" (H_2O) #

# "mass" - = #H #

# "щільність" # і # _H_ "vap" (H_2O) # інтенсивні, тоді як # "mass" # і # H # є великими.