Hva er entalpifremstillingen for en isotermisk prosess?

Hva er entalpifremstillingen for en isotermisk prosess?
Anonim

PDP = int_ (P_1) ^ (P_2) V - T ((delV) / (delT)) _PdP #

Nå bestemmer hvilken gasslov å bruke, eller hva # Alfa # tilsvarer stoffet ditt.

Vel, fra total differensial ved konstant temperatur,

#dH = avbryt ((delH) / (delT)) _ PdT) ^ (0) + ((delH) / (delP)) _ TdP #,

så ved definisjon av integraler og derivater,

#DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) ((delH) / (delP)) _ TdP # # "" bb ((1)) #

De naturlige variablene er # T # og # P #, som er gitt i Gibbs frie energi Maxwell-forhold.

#dG = -SdT + VdP ## "" bb ((2)) #

Dette er også relatert, åpenbart, av den velkjente isotermiske Gibbs-relasjonen

#dG = dH - TdS ## "" bb ((3)) #

Skille #(3)# ved konstant temperatur,

T = ((delH) / (delP)) _ T - T ((delS) / (delP)) _ T #

Fra #(2)#,

# ((delG) / (delP)) _ T = V #

og også fra #(2)#,

# ((delS) / (delP)) _ T = - ((delV) / (delT)) _ P #

siden Gibbs frie energi er en statlig funksjon og dets kryssderivater må være like. Dermed fra #(3)# vi får

#V = ((delH) / (delP)) _T + T ((delV) / (delT)) _P #

eller vi går derfor tilbake til #(1)# å få:

(PI) (DelH) / (delP)) _TdP = int_ (P_1) ^ (P_2) V - T ((delV) / (delT))) _PdP "") | #

Og det som gjenstår er å skille mellom siste termen for gasser, væsker og faste stoffer …

GASS

Bruk hvilken gasslov du vil finne den. Hvis uansett grunn din gass er ideell, da

# ((delV) / (delT)) _ P = (nR) / P #

og det betyr bare

# ((delH) / (delP)) _ T = V - (nRT) / P #

# = V - V = 0 #

som sier det Ideelle gasser har endringer i entalpi som en funksjon av kun temperatur. Man ville få

#color (blå) (DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) 0 dP = 0) #.

Ikke veldig interessant.

Selvfølgelig, hvis din gass er ikke ideell, dette er ikke nødvendigvis sant.

Væsker og faste stoffer

Disse dataene er tabulert som koeffisienter med volumetrisk termisk ekspansjon # Alfa #,

#alpha = 1 / V ((delV) / (delT)) _ P #

ved forskjellige temperaturer for ulike kondenserte faser. Noen eksempler på # 20 ^ @ "C" #:

  • #alpha_ (H_2O) = 2,07 xx10 ^ (- 4) "K" ^ (- 1) #
  • #alpha_ (Au) = 4,2 xx10 ^ (- 5) "K" ^ (- 1) # (fordi det er virkelig nyttig, ikke sant?)
  • #alpha_ (EtOH) = 7,50 xx10 ^ (- 4) "K" ^ (- 1) #
  • #alpha_ (Pb) = 8,7 xx10 ^ (- 5) "K" ^ (- 1) #

I så fall,

# ((delH) / (delP)) _ T = V - TValpha #

# = V (1 - Talpha) #

Og dermed,

#color (blå) (DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) V (1 - Talpha) dP ~ ~ V (1 - Talpha) DeltaP) #

siden væsker og faste stoffer er svært inkompressible og krever stor trykkendring.