Энтальпия

Энтальпия - это понятие, используемое в науке и технике, когда необходимо рассчитать тепло и работу. Название происходит от греческого слова "энтальпос" (ενθαλπος), означающего "вкладывать тепло". Идея и слово были придуманы голландским ученым Хейке Камерлинг Оннесом в 1909 году.

Когда вещество изменяется при постоянном давлении, энтальпия показывает, сколько тепла и работы было добавлено или отнято от вещества.

Энтальпия похожа на энергию, но это не одно и то же. Когда вещество растет или уменьшается, энергия расходуется или высвобождается. Энтальпия учитывает эту энергию. Поэтому ученые часто рассчитывают изменение энтальпии, а не изменение энергии.

Рассмотрим систему, содержащую фиксированное количество газа. Любая тепловая энергия, поступающая в систему, будет:

1) Увеличить внутреннюю энергию газа

или

2) Приводят к совершению определенной работы по расширению системы. Произведенная работа является произведением давления и объема. Энтальпия учитывает оба этих фактора, поэтому:

Энтальпия и химические реакции

Когда происходит химическая реакция, вещество может стать теплее или холоднее. В результате тепло будет поступать к окружающим предметам или от окружающих предметов, пока температура не станет прежней. Если давление остается неизменным, то количество тепла показывает, насколько изменилась энтальпия.

Например, при сжигании бензина на открытом воздухе выделяется тепло. Если предположить, что выделилось 100 килоджоулей тепла, то энтальпия бензина уменьшилась на 100 килоджоулей. Поэтому изменение энтальпии для этой реакции составило ∆H = -100 кДж.

Если в результате химической реакции выделяется тепло (нагревается окружающая среда), то считается, что энтальпия реакции уменьшилась. Значение ∆H отрицательно. Такая реакция, как в приведенном выше примере, называется экзотермической.

Если химическая реакция поглощает тепло (охлаждая окружающую среду), то энтальпия реакции увеличилась. Значение ∆H положительно. Такая реакция называется эндотермической.

Вопросы и ответы

В: Что такое энтальпия?

О: Энтальпия - это понятие, используемое в науке и технике для расчета тепла и работы в веществе.

В: Откуда взялось название "энтальпия"?

О: Название "энтальпия" происходит от греческого слова "энтальпос" (ενθαλπος), что означает "вкладывать тепло".

В: Кто придумал идею и слово "энтальпия"?

О: Идею и слово "энтальпия" придумал голландский ученый Хейке Камерлинг Оннес в 1909 году.

В: Как энтальпия связана с энергией?

О: Энтальпия учитывает энергию, которая используется или высвобождается при росте или уменьшении вещества, но это не то же самое, что энергия.

В: Почему ученые часто рассчитывают изменение энтальпии, а не изменение энергии?

О: Ученые часто рассчитывают изменение энтальпии, потому что она учитывает энергию, которая используется или выделяется при изменении размера вещества.

В: Что происходит, когда тепловая энергия поступает в систему, содержащую фиксированное количество газа?

О: Когда тепловая энергия поступает в систему, содержащую фиксированное количество газа, она может либо увеличить внутреннюю энергию газа, либо привести к совершению работы по расширению системы.

В: Как энтальпия учитывает факторы давления и объема?

О: Энтальпия учитывает факторы давления и объема путем рассмотрения произведенной работы, которая является произведением давления и объема.