Zakaj je entalpija obsežna lastnina? + Primer

Zakaj je entalpija obsežna lastnina? + Primer
Anonim

Prvič, obsežna lastnost je tista, ki je odvisna od količine prisotnega materiala. Na primer, masa je obsežna lastnost, ker če podvojite količino materiala, se masa podvoji. Intenzivna lastnina je tista, ki ni odvisna od količine prisotnega materiala. Primeri intenzivnih lastnosti so temperatura # T # in pritiska # P #.

Entalpija je merilo vsebnosti toplote, tako da večja je masa katere koli snovi, večja je količina toplote, ki jo lahko zadrži pri določeni temperaturi in tlaku.

Tehnično je entalpija definirana kot integral toplotne kapacitete pri konstantnem tlaku od absolutne ničle do zanimive temperature, vključno s kakršnimi koli faznimi spremembami. Na primer, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "cilj") C_PdT #

# = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "fus") C_PdT + DeltaH_ "fus" + int_ (T_ "fus") ^ (T_ "vap") C_PdT + DeltaH_ "vap" + int_ (T_ "vap")) ^ (T_ "cilj") C_PdT #

če predpostavimo, da je zanimiva temperatura nad vreliščem. Potem gremo skozi #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "cilj" #.

Če sta dva vzorca enaka pri enaki temperaturi in tlaku, razen da ima vzorec B dvakratno maso vzorca A, je entalpija vzorca B dvakrat večja od vzorca A.

Zato so vrednosti entalpije ponavadi navedene kot J / mol ali kJ / mol. Če navedeno vrednost pomnožite s številom molov snovi, dobite entalpijo v J ali kJ.

Odgovor:

Entalpija po definiciji (enote J) je obsežna lastnost, saj je sorazmerna s količino komponent v sistemu. Vendar pa je tudi intenzivna lastnost, če je navedena v kJ / mol ali kJ / kg.

Pojasnilo:

Entalpija, # H #, je opredeljen kot

#H = U + pV #

# U = "notranja energija" #

# p = "pritisk" #

# V = "obseg" #

Vendar pa ne moremo neposredno izmeriti celotne entalpije sistema, zato lahko merimo le spremembe v entalpiji.

Sprememba entalpije je toplota, ki se razvije ali absorbira pri konstantnem tlaku v specifični reakciji / postopku.

Ta sprememba entalpije pri konstantnem tlaku je zdaj podana s

# =H = +U + p V #

Enota SI za spremembo entalpije je joule (J) in je odvisna od tega, koliko komponent v sistemu imate. Več snovi, ki jih imate, več toplote se lahko absorbira ali sprosti za dano spremembo. Na primer, uparjanje 100 g vode zahteva dvakratno količino energije kot pri istem postopku za 50 g vode. Zaradi tega entalpija predstavlja obsežno lastnost.

Vendar pa so tabele entalpijskih vrednosti navadno navedene kot molarna entalpija (kJ / mol) in specifična entalpija (kJ / kg). To so intenzivne lastnosti, saj že upoštevajo količino sestavin (en mol ali en kg).

Obstaja več različnih vrst sprememb entalpije, kot so fazne spremembe, entalpije reakcije in tako naprej. Navedeni so lahko v kJ ali kJ / mol. Kateri od njih narekuje, ali gre za intenzivno ali obsežno premoženje.

Tu je moja utemeljitev z zgledom in analogijo. Upoštevajte, da uporabljamo kJ namesto J, saj je to tisto, kar se običajno uporablja.

En mol vode uparimo pri 298 K

# H = 44 "kJ" #

ali

# H_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

Ti dve količini sta povezani z izrazom

# _H_ "vap" (H_2O) = ()H) / n #

Sprememba entalpije (# H #) je obsežen, medtem ko je molarna entalpija uparjanja (# H_ "vap" (H_2O) #) je intenzivna.

Zdaj pa poglejmo gostoto, ki je intenzivna lastnina. Naslednji dve enačbi sta primerljivi

# "gostota" = "masa" / "obseg" #

in

# _H_ "vap" (H_2O) = ()H) / n #

Sprememba entalpije za določeno količino (n) je podana v kJ s

# =H = _H_ "vap" (H_2O) * n #

kot je masa v danem volumnu snovi podana z

# "mass" = "gostota" * "obseg" #

Torej vidite

# "gostota" - = H_ "vap" (H_2O) #

# "mass" - = #H #

# "gostota" # in # H_ "vap" (H_2O) # intenzivno, medtem ko # "mass" # in # H # obsežni.