Entalpi Nedir? Entalpi Hesaplama Ve Formülü Konu Anlatımı

Entalpi iç enerji toplamı olarak tanımlanır E artı basınç ürünü p ve ses V'dir.

Etalpi Nedir?

Termodinamikte entalpi, termodinamik bir sistemdeki enerjinin ölçüsüdür. Bir sistemin toplam ısı içeriğine eşdeğer termodinamik miktardır. Entalpi, sabit basınçta birçok kimyasal, biyolojik ve fiziksel ölçümde sistem enerjisi değişikliklerinin tercih edilen ifadesidir. Spesifik hacim ve spesifik iç enerji ile birlikte buhar tablolarında tablo halinde verilmesi o kadar kullanışlıdır.

Enerji transferinin tanımlanmasını basitleştirmesinden kaynaklanmaktadır. Sabit basınçta, entalpi değişimi, ısıtma yoluyla ortamdan aktarılan enerjiye eşittir (Q = H 2 - H 1 )veya genişletme çalışması dışında çalışmak. Değişken basınçlı bir süreç için, entalpi farkı tam olarak açık değildir.

Geniş Birimlerde Entalpi

Basınçlandırıcıda ortamın kapsamlı ve yoğun özellikleri;

H = U + pV

Entalpi geniş bir miktardır, sistemin büyüklüğüne veya içerdiği madde miktarına bağlıdır. Entalpi SI birimi joule (J) 'dir. Bir bütün olarak sistemin hareket kinetik enerjisi ve bir bütün olarak sistemin dış kuvvet alanlarından kaynaklanan potansiyel enerjisi hariç olmak üzere, sistemin içerdiği enerjidir. Bir sistemin toplam ısı içeriğine eşdeğer termodinamik miktardır.

Diğer yandan molekülleri oluşturan atomlar arasındaki kimyasal bağlarda enerji depolanabilir. Atom düzeyinde bu enerji depolaması, elektron yörünge durumları, nükleer spin ve çekirdekteki bağlanma kuvvetleri ile ilişkili enerjiyi içerir.

Entalpi, H sembolü ile temsil edilir ve bir süreçteki entalpi değişim H 2 - H 1’dir.

Sıcaklık ve basınç gibi daha tanıdık değişkenler açısından;

dH = C p dT + V (1-αT) dp

Burada C p, sabit basınçtaki ısı kapasitesi ve α (kübik) termal genleşme katsayısıdır. İdeal gaz için αT = 1 ve;

dH = C p dT

Spesifik Entalpi

Entalpi bir içine yapılabilir yoğun ya da spesifik bölünerek, değişken kütlesidir. Mühendisler, termodinamik analizde belirli entalpiyi entalpiden daha fazla kullanırlar. Bir maddenin özgül entalpisi (h), birim kütle başına entalpisidir. Toplam entalpi (H) bölü toplam kütleye (m) eşittir.

h = H / m

h = spesifik entalpi (J / kg)

H = entalpi (J)

m = kütle (kg)

Spesifik entalpi, sistemin spesifik iç enerjisi artı basınç ve spesifik hacmin ürününe eşittir.

h = u + pv

Genel olarak entalpi, bir maddenin basınç, sıcaklık ve hacim gibi bir özelliğidir, ancak doğrudan ölçülemez. Normalde, bir maddenin entalpisi bazı referans değerlere göre verilir. Pratik problemlerde önemli olan mutlak değer değil spesifik entalpi (∆h) değişimidir.

Kimyasal Reaksiyonlarda Entalpi

Entalpi kimyada da yaygın olarak kullanılmaktadır. Kimyasal reaksiyonlar termodinamik yasalarıyla belirlenir. Termodinamikte, bir sistemin iç enerjisi, bir bütün olarak sistemin hareket kinetik enerjisi ve bir bütün olarak sistemin dış kuvvet alanlarından kaynaklanan potansiyel enerjisi hariç, sistemin içerdiği enerjidir. Bir kimyasal reaksiyonun entalpisi, bir mol madde tamamen reaksiyona girdiğinde bir termodinamik sistemin bir bileşeninde gözlemlenen entalpi değişimi olarak tanımlanır.

Laboratuardaki kimyasal reaksiyonların çoğu sabit basınçlı prosesler olduğundan, bir reaksiyon için entalpi'deki değişimi yazabiliriz. Reaksiyon entalpisi, ısının kazanılıp kaybedilmediğine veya ısı kaybedilip kazanılmadığına bağlı olarak pozitif, negatif veya sıfır olabilir. Bir in endotermik reaksiyon, ürün daha fazla reaktif fazla kimyasal enerjiyi depolamış. Bir In ekzotermik reaksiyonun tersi doğrudur. Ürünler reaktanlara göre daha az depolanmış kimyasal enerjiye sahiptir. Fazla enerji genellikle reaksiyon gerçekleştiğinde çevreye salınır.

Kimyasal reaksiyonlarda enerji, molekülleri oluşturan atomlar arasındaki kimyasal bağlarda depolanır. Atom düzeyinde enerji depolaması, elektron yörünge durumlarıyla ilişkili enerjiyi içerir. Bir kimyasal reaksiyon enerjiyi absorbe etse de serbest bıraksa da, reaksiyon sırasında enerji miktarında genel bir değişiklik olmaz. Bunun sebebi, enerjinin korunumu yasasıdır. Enerji yaratılamaz veya yok edilemez. Kimyasal bir reaksiyon sırasında enerji şekil değiştirebilir.

Buharlaşma Entalpisi

Gizli buharlaşma ısısı - 0,1 MPa, 3 MPa, 16 MPa'da su;

Kaynama noktası yükselirken buharlaşma ısısı artan basınçla azalır. Kritik nokta denen belirli bir noktada tamamen kaybolur.

Genel olarak, ne zaman bir malzeme faz değiştirdiği katıdan sıvıya veya sıvı enerji belirli bir miktar fazın bu değişiklik katılır gaz için. Sıvıdan gaza faz değişimi durumunda, bu enerji miktarı buharlaşma entalpisi olarak bilinir (sembol ∆H buhar; birim: J) ayrıca buharlaşma (gizli) ısısı veya buharlaşma ısısı olarak da bilinir. Gizli ısı, fazda bir değişiklik oluşturmak için bir maddeye eklenen veya çıkarılan ısı miktarıdır. Bu enerji, moleküller arası çekici kuvvetleri bozar ve ayrıca gazı genişletmek için gerekli enerjiyi sağlamalıdır ( pΔV çalışması). Gizli ısı eklendiğinde, sıcaklık değişikliği olmaz. Buharlaşma entalpisi, bu dönüşümün gerçekleştiği basıncın bir fonksiyonudur.

Gizli buharlaşma ısısı - 0.1 MPa'da su (atmosferik basınç)

h lg = 2257 kJ / kg

Gizli buharlaşma ısısı - 3 MPa'da su (buhar jeneratörü içindeki basınç)

h lg = 1795 kJ / kg

Gizli buharlaşma ısısı - 16 MPa'da su (bir basınçlandırıcı içindeki basınç)

h lg = 931 kJ / kg

Buharlaşma ısısı ise, artan bir baskı ile azalmakta kaynama noktası artar. Kritik nokta denen belirli bir noktada tamamen kaybolur. Kritik noktanın üzerinde, sıvı ve buhar fazları ayırt edilemez ve maddeye süper kritik sıvı denir. Buharlaşma ısısı, bir birim doymuş sıvıyı tamamen buharlaştırmak (veya bir birim doymuş buhar kütlesini yoğunlaştırmak) için gereken ısıdır ve h lg = h g - h l'ye eşittir.

Sabit basınçta bir maddede bir birim kütleyi eritmek (veya dondurmak) için gerekli olan ısı, füzyon ısısıdır ve h sl = h l - h s'ye eşittir, burada h s, doymuş katının entalpisidir ve h l doymuş sıvının entalpisidir.