Совет 1: Как рассчитать энтальпию

В любом веществе содержится некоторое количество тепла. Это тепло называют энтальпией. Энтальпия есть величина, характеризующая энергию системы. В физике и химии она показывает теплоту реакции. Она является альтернативой внутренней энергии, и эту величину чаще всего указывают при постоянном давлении, когда система имеет некоторый запас энергии.
Как рассчитать энтальпию
Инструкция
1
В физико-химических процессах происходит передача тепла от одного тела к другому. Это возможно, как правило, при постоянном давлении и температуре. В роли постоянного давления обычно выступает атмосферное. Энтальпия, как и внутренняя энергия, является функцией состояния.Внутренняя энергия представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий всей системы. Она является основой для уравнения энтальпии. Энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии и давления, умноженного на объем системы, и равна:H=U+pV, где p - давление в системе, V - объем системы.Вышеуказанная формула применяется для расчета энтальпии в том случае, когда даны все три величины: давление, объем и внутренняя энергия. Однако, далеко не всегда энтальпия рассчитывается таким образом. Помимо него, существует еще несколько способов вычисления энтальпии.
2
Зная свободную энергию и энтропию, можно вычислить энтальпию. Свободная энергия, или энергия Гиббса, представляет собой часть энтальпии системы, затраченную на превращение в работу, и равна разности энтальпии и температуры, умноженной на энтропию:ΔG=ΔH-TΔS (ΔH, ΔG, ΔS - приращения величин)Энтропия в данной формуле является мерой неупорядоченности частиц системы. Она возрастает при увеличении температуры T и давления. При ΔG<0 процесс идет самопроизвольно, при ΔG>0 - не идет.
3
Кроме того, энтальпия также рассчитывается исходя из уравнения химической реакции. Если дано уравнение химической реакции вида A+B=C, то энтальпию можно определить по формуле:dH=dU+ΔnRT, где Δn=nk-nн (nk и nн - число молей продуктов реакции и исходных веществ)При изобарном процессе энтропия равна изменению теплоты в системе: dq=dH.При постоянном давлении энтальпия равна:H=∫СpdTВ случае, если энтальпийный и энтропийный факторы уравновешивают друг друга, приращение энтальпии равно произведению температуры на приращение энтропии:ΔH=TΔS
Источники:
  • как вычислить изменение энтропии в реакции

Совет 2 : Как вычислять тепловой эффект реакции

Любая химическая реакция сопровождается либо выделением, либо поглощением энергии, как правило, в виде теплоты. Эту теплоту можно количественно измерить. Полученная величина, измеряемая в килоджоулях/моль, является тепловым эффектом реакции. Как он вычисляется?
Как вычислять тепловой эффект реакции
Инструкция
1
В лабораторной практике для вычисления теплового эффекта используют специальные приборы, которые называются калориметры. Упрощенно их можно представить как емкости с плотно прилегающей крышкой, наполненные водой и покрытые слоем теплоизолирующего материала (для недопущения постороннего нагрева или отдачи тепла). В воду помещен сосуд-реактор, где происходит какое-либо химическое превращение, и термометр.
2
С помощью термометра, замерьте температуру воды до начала реакции и после ее завершения. Запишите результат. Обозначьте начальную температуру как t1, конечную температуру - t2.
3
Зная массу, находящейся в калориметре воды (m), а также ее удельную теплоемкость (c), вы можете легко определить количество теплоты, выделившейся (или поглощенной) в ходе химической реакции, по следующей формуле: Q = mc (t2 – t1)
4
Разумеется, полностью исключить теплообмен между калориметром и окружающей средой невозможно, но в подавляющем большинстве случаев, это настолько незначительно влияет на результат, что небольшой погрешностью можно пренебречь.
5
Можете вычислить тепловой эффект реакции и без использования калориметра. Для этого надо знать теплоты образования всех продуктов реакции и всех исходных веществ. Вам остается лишь просуммировать теплоты образования продуктов (разумеется, с учетом коэффициентов), затем - теплоты образования исходных веществ (примечание насчет коэффициентов справедливо и в этом случае), после чего вычесть из первой величины вторую. Полученный результат и будет являться величиной теплового эффекта данной реакции.
Видео по теме
Полезный совет
Если выделившаяся энергия больше затраченной, реакция называется экзотермической. Если же затраченная энергия больше выделяющейся, реакция называется эндотермической.
Источники:
  • Уравнение изотермы химической реакции

Совет 3 : Как рассчитать тепловой эффект

Тепловой эффект термодинамической системы появляется вследствие возникновения в ней химической реакции, однако одной из ее характеристик не является. Эта величина может быть определена только при соблюдении некоторых условий.
Как рассчитать тепловой эффект
Инструкция
1
Понятие теплового эффекта тесно связано с понятием энтальпии термодинамической системы. Это тепловая энергия, которая может быть преобразована в теплоту при достижении определенной температуры и давления. Эта величина характеризует состояние равновесия системы.
2
Любая химическая реакция всегда сопровождается выделением или поглощением некоторого количества теплоты. В данном случае под реакцией подразумевается воздействие реагентов на продукты системы. При этом возникает тепловой эффект, который связан с изменением энтальпии системы, а ее продукты принимают температуру, сообщаемую реагентами.
3
В идеальных условиях тепловой эффект зависит только от характера химической реакции. Это такие условия, при которых принимается, что система не совершает никакой работы, кроме работы расширения, а температуры ее продуктов и воздействующих реагентов равны.
4
Различают два типа протекания химической реакции: изохорный (при постоянном объеме) и изобарный (при постоянном давлении). Формула теплового эффекта выглядит следующим образом:dQ = dU + PdV, где U – энергия системы, P – давление, V – объем.
5
При изохорном процессе слагаемое PdV обращается в ноль, поскольку объем не меняется, значит, не происходит расширения системы, поэтому dQ = dU. При изобарном процессе давление постоянно, а объем увеличивается, что означает, что система совершает работу расширения. Поэтому при вычислении теплового эффекта к изменению энергии самой системы прибавляется энергия, расходуемая на совершение этой работы: dQ = dU + PdV.
6
PdV – величина постоянная, поэтому ее можно внести под знак дифференциала, следовательно dQ = d(U + PV). Сумма U + PV полностью отражает состояние термодинамической системы, а также соответствует состоянию энтальпии. Таким образом, энтальпия есть энергия, расходуемая при расширении системы.
7
Наиболее часто рассчитывают тепловой эффект двух видов реакций – образования соединений и сгорания. Теплота сгорания или образования – табличная величина, поэтому тепловой эффект реакции в общем случае можно вычислить, просуммировав теплоты всех участвующих в ней веществ.
Видео по теме
Совет полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500