Hvorfor er entalpi en omfattende eiendom? + Eksempel

Hvorfor er entalpi en omfattende eiendom? + Eksempel
Anonim

For det første er en omfattende eiendom en som avhenger av mengden materiale som er tilstede. Massen er for eksempel en stor eiendom fordi dobler massen dersom du dobler mengden materiale. En intensiv eiendom er en som ikke er avhengig av mengden materiale som er tilstede. Eksempler på intensive egenskaper er temperatur # T # og trykk # P #.

Enthalpy er et mål for varmeinnhold, jo større massen av noe stoff, desto større mengde varme kan den holde ved en bestemt temperatur og trykk.

Teknisk sett er entalpi definert som integralet av varmekapasiteten ved konstant trykk fra absolutt null til temperaturen av interesse, inkludert eventuelle faseendringer. For eksempel, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "mål") C_PdT #

(T_ "FU") ^ (T_ "VAP") C_PdT + DeltaH_ "vap" + int_ (T_ "vap")) ^ (T_ "mål") C_PdT #

hvis vi antar at temperaturen av interesse ligger over kokepunktet. Så går vi gjennom #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "mål" #.

Hvis to prøver er identiske ved samme temperatur og trykk, bortsett fra at prøve B har to ganger massen av prøve A, så er entalpien av prøve B dobbelt så stor som prøve A.

Derfor er entalpiverdier vanligvis sitert som J / mol eller kJ / mol. Hvis du multipliserer sitert verdi med antall mol stoff, får du entalpien i J eller kJ.

Svar:

Entalalp per definisjon (enheter av J) er en omfattende egenskap som den proporsjonal med mengden av komponentene i systemet ved hånden. Det er imidlertid også en intensiv eiendom når citeres i kJ / mol eller kJ / kg.

Forklaring:

entalpi, # H #, er definert som

#H = U + pV #

# U = "intern energi" #

# P = "press" #

# V = "volum" #

Imidlertid kan vi ikke direkte måle total entalpi av et system, så vi kan bare måle endringer i entalpy.

En endring i entalpy er varmen utviklet eller absorbert ved konstant trykk i en bestemt reaksjon / prosess.

Denne endringen i entalpy ved konstant trykk er nå gitt av

# ΔH = ΔU + pΔV #

SI-enheten for en entalpy-endring er Joule (J), og det avhenger av hvor mye av komponentene i systemet du har. Jo mer av stoffet / stoffene du har, desto mer varme kan absorberes eller frigjøres for en gitt forandring. For eksempel tar damping av 100 g vann dobbelt så mye energi som samme prosess for 50 g vann. Dette gjør enthalpien til en omfattende eiendom.

Imidlertid er tabeller med entalpiverdier sitert som molarenthalpi (kJ / mol) og spesifikk enthalpi (kJ / kg). Disse er intensive egenskaper da de allerede tar hensyn til mengden av komponentene (en mol eller en kg).

Det er flere forskjellige typer enthalpyendringer som faserendringer, reaksjonens entalpier og så videre. De kunne gis i kJ eller kJ / mol. Hvilken diktat om det er en intensiv eller omfattende eiendom.

Her er min begrunnelse ved hjelp av et eksempel og en analogi. Vær oppmerksom på at vi bruker kJ istedenfor J, som det er vanlig.

For å fordampe en mol vann ved 298 K

# ΔH = 44 "kJ" #

eller

# ΔH_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

Disse to mengdene er relatert til uttrykket

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Den entalpiske forandringen (# AH #) er omfattende, mens molarenthalpien av fordampning (# ΔH_ "VAP" (H_2O) #) er intensiv.

La oss nå se på tetthet, som er en intensiv eiendom. Følgende to ligninger er sammenlignbare

# "Tetthet" = "masse" / "volum" #

og

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Endringen i entalpi for en viss mengde (n) er gitt i kJ ved

# ΔH = ΔH_ "vap" (H_2O) * n #

akkurat som massen i et gitt volum av substans er gitt av

# "Masse" = "density" * "volum" #

Så du ser

# "Tetthet" - = ΔH_ "VAP" (H_2O) #

# "Masse" - = AH #

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