Entalpie

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

Entalpie is ‘n mate van die totale energie in ‘n termodinamiese stelsel. Dit sluit die interne energie (die energie wat vereis word om die stelsel te skep asook die energie in wat vereis word om ruimte vir die stelsel te skep deur die verplasing van die omgewing om sodoende die volume en druk van die stelsel daar te stel.

Entalpie is ‘n termodinamiese potensiaal. Dit is ‘n toestandsfunksie en ‘n ekstensiewe hoeveelheid. Die SI-eenheid van entalpie is joule. Ander eenhede word steeds in sekere wêrelddele gebruik soos onder andere die kalorie.

Die totale entalpie, H van ‘n stelsel kan nie direk gemeet word nie. Die verandering van entalpie, ΔH, relatief tot ‘n arbitrêr verkose verwysingstoestand kan egter bepaal word. Die verandering in Entalpie, ΔH is daarom ‘n meer nuttige waarde. In stelsels waar chemiese reaksies by 'n konstante druk plaasvind het die verandering in entalpie, ΔH 'n positiewe waarde vir endotermiese reaksies.

Die gebruik van die entalpie begrip vereenvoudig die beskrywing van energie-oordrag aangesien dit nie beïnvloed word deur die energie wat na die omgewing oorgedra word deur die uitsetting van die stelsel nie.

Formele definisie[wysig]

Die entalpie van 'n stelsel word gedefinieer as:

H = U + p V,\,

waar

H die entalpie van die stelsel is (in joule),
U die interne energie van die stelsel is (in joule),
p die druk op die grens van die stelsel en sy omgewing is, (in pascal) en
V die volume van die stelsel is, (in kubieke meter).

Let wel die term U is die energie wat vereis word om die stelsel te skep en die pV term is die energie wat vereis word om "ruimte" te skep vir die stelsel as die druk van die omgewing konstant bly.

Die pV term in die vergelyking kan beter verstaan word deur middel van die voorbeeld van 'n isobariese proses. Gas verander van volume (as gevolg van byvoorbeeld 'n chemiese reaksie) in 'n silinder wat 'n suier stoot om 'n konstante druk p te behou. Die krag word bereken deur die oppervlakte van die suier A endie definisie van druk p = F/A: die krag is dus F = pA. Uit die definisie van werk W is W = Fx, waar x die afstand wat die suier beweeg het. Deur die twee vergelykings te kombineer verkry 'n mens W = pAx en aangesien die produk Ax gelyk is aan die volume waardeur die suier beweeg het kan afgelei word dat die werk wat deur die gas op die suier verrig is bepaal word deur W = pV, waar p 'n konstante druk en Vdie uitsettingsvolume is. Die insluit van die pV term in die definisie van entalpie beteken dat enige interne energie wat omgesit is in werk op die omgewing nie die waarde van die entalpie beïnvloed nie. Die verandering in entalpie kan gedefinieer word as ΔH = ΔU + W = ΔH = ΔU + Δ(pV), waar ΔU die termiese energie verteenwoordig wat tydens die uitsetting verlore gegaan het en W die arbeid is wat verkry is deur die krag wat op die suier uitgeoefen is.

Entalpie en Warmte[wysig]

Die toename in entalpie in 'n stelsel is presies gelykstaande aan die energie wat daarby gevoeg is deur warmte, onder die voorwendsel dat die stelsel onder 'n konstante druk onderwerp is en dat die enigste werk wat op die stelsel verrig word uitsettingswerk is:

\Delta H = Q\,

waar

\Delta H Die entalpie verandering in die stelsel is (onderworpe aan die voorwaardes hierbo genoem) en
Q Die energie wat aan die stelsel toegevoeg word deur middel van warmte.

Uitsettingswerk is die oordrag van energie tussen die stelsel en sy omgewing deur die verandering van die stelsel se volume. Hierdie soort werk beïnvloed nie die bogenoemde vergelyking nie. Enige ander soort werk wat op die stelsel uitgeoefen kan word, word nie-meganiese werk genoem.[1]

Nie-meganiese werk kan prosesse insluit soos die verandering in interne energie deur gebruik te maak van 'n eksterne elektriese veld of die byvoeg van energie deur die inhoud te roer. As enige nie-meganiese werk verrig word sal die bostaande vergelyking nie geldig wees nie.

Verwysings[wysig]