למה הוא אנתלפיה רכוש נרחב? + דוגמה

למה הוא אנתלפיה רכוש נרחב? + דוגמה
Anonim

ראשית, רכוש נרחב הוא אחד תלוי בכמות החומר הנוכחי. לדוגמה, מסה היא נכס נרחב, כי אם להכפיל את כמות החומר, המסה מכפילה. נכס אינטנסיבי הוא אחד שאינו תלוי בכמות החומר הנוכחי. דוגמאות למאפיינים אינטנסיביים הן טמפרטורה # T # ולחץ # P #.

אנתלפיה היא מידה של תכולת חום, כך שכמות גדולה יותר של חומר כלשהו, כך גדל כמות החום שהוא יכול להחזיק בכל טמפרטורה ולחץ מסוים.

מבחינה טכנית, אנתלפיה מוגדרת כאינטגרל של קיבולת החום בלחץ קבוע מאפס מוחלט לטמפרטורת הריבית, כולל שינויים בשלב. לדוגמה, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "המטרה") C_PdT #

(+ T_) (= T) (= T) (= T = 0),) ^ (T_ "המטרה") C_PdT #

אם נניח שטמפרטורת העניין היא מעל לנקודת הרתיחה. ואז אנחנו עוברים #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "המטרה #.

אם שתי דגימות זהות באותה טמפרטורה ולחץ, פרט לכך שבמדגם B יש את המסה של המדגם A פעמיים, אזי האנתלפיה של המדגם B היא כפולה מזו של המדגם A.

לכן ערכי אנתלפיה מצוטטים בדרך כלל כ- J / mol או kJ / mol. אם מכפילים את הערך המצוטט על ידי מספר השומות של החומר, אתה מקבל את האנתלפיה ב J או kJ.

תשובה:

אנתלפיה על פי הגדרתה (יחידות של J) הוא רכוש נרחב כפי שהוא פרופורציונלי לכמות המרכיבים במערכת בהישג יד. עם זאת, הוא גם נכס אינטנסיבי כאשר מצוטט ב kJ / mol או kJ / kg.

הסבר:

אנתלפיה, # H #, זה מוגדר כ

#H = U + pv #

# U = "אנרגיה פנימית" #

# p = "לחץ" #

# V = "נפח" #

עם זאת, אנחנו לא יכולים למדוד ישירות את האנתלפיה הכוללת של המערכת, כך שנוכל למדוד רק שינויים באנתלפיה.

שינוי באנטלפיה הוא החום שהתפתח או נספג בלחץ מתמיד בתגובה / תהליך ספציפיים.

שינוי זה באנתלפיה בלחץ מתמיד ניתן כעת על ידי

# ΔH = ΔU + pΔV #

יחידת ה- SI לשינוי אנתלפיה היא הג'ול (J), והיא תלויה בכמה מרכיבי המערכת שיש לך. יותר של החומר (ים) יש לך, את החום יותר ניתן לספוג או לשחרר עבור שינוי נתון. לדוגמה, vaporising 100 גרם של מים לוקח כמות כפולה של אנרגיה כמו תהליך זהה עבור 50 גרם של מים. זה עושה אנתלפיה רכוש נרחב.

עם זאת, טבלאות ערכי אנתלפיה מצוטטים בדרך כלל כמו אנתלפיה טוחנת (kJ / mol) ואנתלפיה ספציפית (kJ / kg). אלה הם נכסים אינטנסיביים כפי שהם כבר לוקחים בחשבון את כמות הרכיבים (שומה אחת או ק"ג אחד).

ישנם מספר סוגים שונים של שינויים האנתלפיה כגון שינויי פאזה, enthalpies של תגובה וכן הלאה. הם יכולים להינתן ב kJ או kJ / mol. איזה מהם מכתיב אם זה רכוש אינטנסיבי או נרחב.

הנה ההיגיון שלי באמצעות דוגמה ואנלוגיה. שים לב שאנו משתמשים ב- kJ במקום ב- J, מכיוון שזהו השימוש הנפוץ ביותר.

כדי vaporise אחד השומה של מים ב 298 K

# ΔH = 44 "kJ" #

או

# ΔH_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

שני הכמויות הללו קשורות בביטוי

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

שינוי האנתלפיה (# ΔH #) הוא נרחב, בעוד הטוחנת טוחנת של vaporisation (# ΔH_ "vap" (H_2O) #) הוא אינטנסיבי.

עכשיו בואו נסתכל על צפיפות, שהוא רכוש אינטנסיבית. שתי המשוואות הבאות ניתנות להשוואה

# "צפיפות" = "מסה" / "נפח" #

ו

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

השינוי באנתלפיה עבור כמות מסוימת (n) ניתן ב kJ על ידי

# ΔH = ΔH_ "vap" (H_2O) * n #

בדיוק כמו המסה בנפח נתון של החומר ניתנת על ידי

# "mass" = "צפיפות" * "נפח" #

אז אתה רואה

# "צפיפות" - = ΔH_ "vap" (H_2O) #

# מסה - = ΔH #

# "צפיפות" # ו # ΔH_ "vap" (H_2O) # הם אינטנסיביים, בעוד #"מסה"# ו # ΔH # הם נרחבים.