Specifická entalpie vs entalpie: Srovnávací analýza a často kladené otázky

Specifická entalpie vs entalpie

Entalpie je základní pojem v termodynamice, který měří celkový obsah tepla systému. Často se používá k popisu energetických změn, ke kterým dochází při chemických reakcích resp fázové přechody. Existuje však jiný termín úzce souvisí s entalpií známou jako specifická entalpie. Zatímco oba termíny se používají ke kvantifikaci energetických změn, mají zřetelné rozdíly in jejich definice a aplikace. v tento článek, prozkoumáme rozdíly mezi specifickou entalpií a entalpií a pochopit, jak se používají různých polí vědy a techniky. Pojďme se tedy ponořit a rozmotat záhady za tihle dva důležité pojmy v termodynamice.

Key Takeaways

  • Entalpie je termodynamickou vlastnost to představuje celkový obsah tepla systému, zatímco specifická entalpie je entalpie na jednotku hmotnosti látky.
  • Specifická entalpie je užitečná v inženýrské aplikace jak to dovolí přesnější výpočty a srovnání mezi nimi různé látky.
  • Entalpie se obvykle měří v jednotkách energie, jako jsou jouly nebo kalorie, zatímco specifická entalpie se měří v jednotkách energie na jednotku hmotnosti, jako jsou joule na kilogram.
  • Specifickou entalpii látky lze vypočítat vydělením entalpie hmotností látky.
  • Obě entalpie a specifické entalpie jsou důležité pojmy v termodynamice a používají se k analýze a navrhování různých procesů a systémů.

Entalpie versus specifická entalpie

Entalpie: Definice a komponenty (vnitřní energie a tlak-objemová práce)

Entalpie je základní pojem v termodynamice, který nám pomáhá pochopit energetický obsah systému. Označuje se tím symbol "H“ a je definován jako součet of vnitřní energii (U) a produkt tlaku (P) a objemu (V) systému. v jiná slova, entalpie odpovídá oba teplo energie a práce systému.

Vnitřní energie představuje celkovou energii uloženou v systému, včetně kinetické a potenciální energie of jeho částice. Na druhou stranu, tlak- objemová práce zohledňuje energii přenesenou do systému nebo ze systému v důsledku změn v jeho objem pod konstantní tlak.

Specifická entalpie: Definice jako entalpie na jednotku hmotnosti

Zachyťte 5
.nuclear-power.com

Specifická entalpie, označovaná jako „h“, je entalpie na jednotku hmotnosti látky. Získá se vydělením entalpie (H) systému jeho hmotnost (m). Specifická entalpie nám umožňuje analyzovat energetický obsah látky na základě jednotky hmotnosti, což je zvláště užitečné v strojírenství a termodynamické výpočty.

Vyjádřením entalpie pomocí hmotnosti nám specifická entalpie umožňuje porovnávat energetický obsah of různé látky or různé částky of stejnou látku.

Srovnání entalpie a specifické entalpie

Hlavní rozdíl mezi entalpií a specifickou entalpií leží v jejich jednotky a cesta jsou používány. Entalpie je rozsáhlý majetek, což znamená, že záleží na velikost nebo množství systému. Na druhé straně je to specifická entalpie intenzivní vlastnost, který zůstává konstantní bez ohledu na to velikost systému.

Entalpie nám umožňuje analyzovat celkem energetický obsah systému s přihlédnutím k oběma vnitřní energii a odvedenou práci. Běžně se používá v termodynamické výpočty, jako je určování ο přenos tepla v chemických reakcích popř fázové změny.

Specifická entalpie na druhé straně poskytuje podrobnější analýzu zvážením energetický obsah na základě jednotky hmotnosti. Je zvláště užitečný v inženýrské aplikace, jako je například výpočet energie potřebné pro vytápění nebo chlazení konkrétní hmotnost látky.

Jednotky měření entalpie a specifické entalpie

Entalpie se obvykle měří v jednotkách energie, jako jsou jouly (J) nebo kalorie (cal). Jednotka SI protože entalpie je joule, zatímco kalorie se běžně používá v pole chemický.

Specifická entalpie je vyjádřena v stejné jednotky jako entalpie, ale dělená hmotností. Proto, jednotky pro specifickou entalpii jsou jouly na kilogram (J/kg) nebo kalorie na gram (cal/g).

Abychom to shrnuli, entalpie a specifická entalpie jsou obě důležité pojmy v termodynamice. Entalpie zajišťuje komplexní analýzu z energetický obsah systému, zatímco specifická entalpie umožňuje podrobnější vyšetření na základě jednotky hmotnosti. Porozumění tyto pojmy je zásadní pro inženýry, vědce a kohokoli, kdo s nimi spolupracuje energetické systémy.

Specifická entalpie parovodního systému

Specifická entalpie parovodní systém is zásadní termodynamickou vlastnost což nám pomáhá pochopit energetický obsah systému. Je definováno jako množství tepelné energie na jednotku hmotnosti látky a hraje Významnou roli v různých inženýrské aplikace, zejména v pole termodynamiky.

Specifické hodnoty entalpie pro odpařování a nasycení vody

Když voda podstoupí fázovou změnu z kapaliny do parní stav, vyžaduje určité množství energie. Tato energie je známá jako specifická entalpie odpařování. Reprezentuje teplo energie potřebná k přeměně jedné jednotkové hmotnosti kapalné vody na páru při danou teplotu a tlak.

Podobně se specifická entalpie nasycení vztahuje k energetický obsah vody, když existuje nasycený stav, v tento stát, voda je na bod varu , což odpovídá specifický tlak. Specifická entalpie nasycení je součet měrné entalpie kapalné vody a měrné entalpie odpařování.

Výpočet specifické entalpie pro nasycenou páru při atmosférickém tlaku

Pro výpočet specifické entalpie pro nasycenou páru při atmosférickém tlaku musíme uvažovat specifickou entalpii kapalné vody a specifickou entalpii odpařování. Specifickou entalpii kapalné vody lze určit pomocí tabulek nebo rovnic založených na teplotě. Specifickou entalpii odpařování lze také získat z tabulek nebo korelací.

Sečtením měrné entalpie kapalné vody a měrné entalpie odpařování můžeme určit měrnou entalpii syté páry při atmosférickém tlaku. Tato hodnota představuje energetický obsah páry dovnitř jeho nasycený stav.

Zvýšení specifické entalpie se systémovým tlakem

As tlak of parovodní systém zvyšuje, zvyšuje se i specifická entalpie. To je proto, že vyšší tlaky vyžadovat více energie k přeměně vody na páru. Specifická entalpie páry při daný tlak je vyšší než při atmosférickém tlaku v důsledku dodatečnou energii potřebné pro odpařování.

Zvýšení ve specifické entalpii s tlak v systému is důležitá úvaha in různé průmyslové procesy, Jako generátor elektřiny a parní stroje. Porozumění vztah mezi tlakem a specifickou entalpií umožňuje inženýrům navrhovat efektivní systémy a optimalizovat spotřeba energie.

Výpočet specifické entalpie pro přehřátou páru

Přehřátá pára se týká páry, která byla zahřátá dále jeho bod nasycení. Pro výpočet specifické entalpie pro přehřátá pára, musíme uvažovat měrnou entalpii syté páry a měrnou entalpii přehřátí.

Specifická entalpie syté páry může být stanovena, jak bylo uvedeno výše. Specifická entalpie přehřátí představuje dodatečnou energii potřeba zahřát pára Za jeho bod nasycení. Tuto hodnotu lze získat z tabulek nebo korelací na základě teploty a tlaku přehřátá pára.

Sečtením měrné entalpie syté páry a měrné entalpie přehřátí můžeme určit měrnou entalpii přehřátá pára. Tato hodnota představuje celkem energetický obsah páry dovnitř jeho přehřátý stav.

Molární entalpie vs. specifická entalpie

Definice molární entalpie a specifické entalpie

Entalpie je základní pojem v termodynamice, který měří celkovou energii systému. Označuje se tím symbol "H“ a často se používá k popisu přenos tepla a energetické změny v chemických reakcích. Molární entalpie a specifická entalpie jsou dva související, ale odlišné pojmy které se běžně používají v různé souvislosti.

Molární entalpie, známá také jako molární tepelná kapacita, je množství tepla potřebné ke zvýšení teploty jednoho molu látky o jeden stupeň Celsia. Představuje to symbol „Cp“ a má jednotky joulů na mol na stupeň Celsia (J/mol·°C). Molární entalpie bere v úvahu hmotnost látky a používá se k výpočtu změny entalpie reakcí.

Na druhé straně specifická entalpie, známá také jako měrné teplo kapacita, je množství tepla potřebné ke zvýšení teploty jednotkové hmotnosti látky o jeden stupeň Celsia. Představuje to symbol „cp“ a má jednotky joulů na kilogram na stupeň Celsia (J/kg·°C). Specifická entalpie se používá pro výpočty tepelné bilance ve strojírenství a je nezávislá na hmotnosti látky.

Rozdíly mezi molární entalpií a specifickou entalpií

Hlavní rozdíl mezi molární entalpií a specifickou entalpií leží v jednotky měření a množství zvažován. Molární entalpie je vyjádřena v molech látky, zatímco specifická entalpie je vyjádřena v kilogramech látky.

Molární entalpie bere v úvahu hmotnost látky a používá se k výpočtu změny entalpie reakcí. Je zvláště užitečný při chemických reakcích, kde množství se často měří v krtcích. Specifická entalpie se naopak využívá pro výpočty tepelné bilance ve strojírenství, kde soustředění je na energii potřebnou k ohřevu nebo chlazení danou hmotnost látky.

Molární entalpie používaná pro výpočet změny entalpie v reakcích

Molární entalpie se běžně používá v chemických reakcích k výpočtu změny entalpie, známé také jako teplo reakce. Změna entalpie je rozdíl v entalpii mezi nimi produkts a reaktanty v chemické reakci. Tím, že vím molární entalpie reaktantů a produktů je možné vypočítat změnu entalpie pomocí princip zachování energie.

Například při spalování metanu (CH4) je molární entalpie metanu -890.3 kJ/mol a molární entalpie oxidu uhličitého (CO2) -393.5 kJ/mol. Odečtením molární entalpie reaktantů od molární entalpie produkts, lze určit změnu entalpie reakce.

Specifická entalpie používaná pro výpočty tepelné bilance ve strojírenství

Specifická entalpie je široce používána ve strojírenství pro výpočty tepelné bilance. Výpočty tepelné bilance zahrnují stanovení množství tepelné energie potřebné k ohřevu nebo chlazení danou hmotnost látky. Specifická entalpie umožňuje inženýrům vypočítat požadavky na energii pro různé procesy, jako např topná voda nebo chladicí vzduch.

Například v HVAC (topení, ventilace a Klimatizační systémy)., specifická entalpie se používá k výpočtu energie potřebné k ohřevu nebo chlazení vzduchu, který proudí systémem. Tím, že znáte specifickou entalpii přiváděného a odcházejícího vzduchumohou inženýři určit množství energie potřebné k dosažení požadovanou změnu teploty.

Jednotky měření molární entalpie a specifické entalpie

Molární entalpie se měří v joulech na mol na stupeň Celsia (J/mol·°C), zatímco specifická entalpie se měří v joulech na kilogram na stupeň Celsia (J/kg·°C). Tyto jednotky odrážejí různá množství zvažuje se – krtci pro molární entalpii a kilogramy pro specifickou entalpii.

Výpočet změny celkové entalpie pomocí molární entalpie a specifické entalpie

Vypočítat celkovou změnu entalpie v systému, obě molární entalpie a lze použít specifickou entalpii. Molární entalpie se používá k určení změny entalpie at molekulární úrovni, zatímco specifická entalpie se používá k určení změny entalpie při hmotnostní úroveň.

Celková změna entalpie lze vypočítat vynásobením molární entalpie číslo molů zapojených do reakce a přidání do produkt specifické entalpie a hmotnosti látky. To umožňuje komplexní porozumění energetických změn probíhajících v systému.

Různé typy změn entalpie

Změna entalpie označuje množství tepelné energie přenesené při chemické reakci resp fyzický proces. Tam jsou různé typy změn entalpie, ke kterým dochází v různé scénáře. Pojďme prozkoumat některé z nejběžnější typy změn entalpie.

Vysvětlení různých typů změn entalpie

  1. Entalpie reakce: Změna entalpie spojená s chemickou reakcí je známá jako entalpie reakce. Představuje rozdíl v entalpii mezi produkts a reaktanty. Tato hodnota může být kladná nebo záporná v závislosti na tom, zda se jedná o reakci exotermická (uvolňuje teplo) nebo endotermické (absorbuje teplo).

  2. Entalpie spalování: Změna entalpie, ke které dochází během spalování látky, se nazývá entalpie spalování. Měří teplo energie uvolněná, když látka reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého a vody.

  3. Entalpie tvorby: Změna entalpie, když se vytvoří jeden mol sloučeniny z jejích základních prvků v jejich standardních stavech, je známá jako entalpie tvorby. Poskytuje informace o stabilitu a energetický obsah of sloučenina.

  4. Entalpie neutralizace: Změna entalpie, ke které dochází, když kyselina reaguje s základna tvořit sůl a voda se nazývá entalpie neutralizace. Reprezentuje teplo energie uvolněná nebo absorbovaná během neutralizační proces.

  5. Entalpie roztoku: Změna entalpie spojená s rozpuštění rozpuštěné látky v rozpouštědle je známá jako entalpie roztoku. Měří teplo energie uvolněná nebo absorbovaná, když se rozpuštěná látka rozpustí za vzniku roztoku.

  6. Entalpie fúze: Změna entalpie, když se látka změní z pevné látky na pevnou látku tekutý stav at jeho bod tání se nazývá entalpie fúze. Reprezentuje teplo energie potřebná k překonání mezimolekulárních sil pevná látka dohromady.

  7. Entalpie sublimace: Změna entalpie, když se látka přímo změní z pevné látky na pevnou benzíneous stát, aniž by prošel kapalina stát je známá jako entalpie sublimace. Měří teplo energii potřebnou k překonání síly držení pevná látka dohromady a převést ji na benzín.

  8. Entalpie odpařování: Změna entalpie, když se látka změní z kapaliny na benzíneous stát při jeho bod varu se nazývá entalpie odpařování. Reprezentuje teplo energie potřebná k překonání mezimolekulárních sil kapalina dohromady.

  9. Entalpie míchání: Změna entalpie, ke které dochází, když jsou dvě nebo více látek smíchány dohromady, je známá jako entalpie míchání. Měří teplo energie uvolněná nebo absorbovaná během proces míchání.

Pochopením tyto různé typy změn entalpie, můžeme získat vhled do energetické přeměny které vznikají při chemických reakcích a fyzický proceses. Tyto hodnoty hrají zásadní roli v různých vědeckých a inženýrské aplikace, jako je efektivní navrhování energetické systémy a pochopení termodynamika chemických reakcí.

Příznivá entalpie

Entalpie je základní pojem v termodynamice, který nám pomáhá porozumět energetickým změnám, ke kterým dochází během chemických reakcí. Hraje zásadní roli při určování, zda je reakce příznivá či nikoli. v v této části, prozkoumáme vztah mezi změna entalpie a reakční příznivost, stejně jako představit Koncepce Gibbsovy volné energie.

Příznivost reakce na základě změny entalpie

Změna entalpie reakce, často označovaná jako ΔH, je mírou tepla absorbovaná energie nebo se uvolní během chemické reakce. Představuje rozdíl v entalpii mezi produkty a reaktanty. Analýzou znaménka a velikosti ΔH můžeme určit, zda je reakce exotermická nebo endotermická.

Exotermická reakce uvolňuje tepelnou energii okolí, Což má za následek zápornou hodnotu ΔH. Na druhou stranu, endotermická reakce absorbuje tepelnou energii z okolí, vedoucí k kladnou hodnotu ΔH. Velikost ΔH označuje množství tepelné energie zahrnuté v reakci.

Vztah mezi změnou entalpie a změnou entropie

Entropie, označovaná jako ΔS, je mírou porucha nebo náhodnost v systému. To odpovídá číslo způsobů, jakými částice systému lze uspořádat. Kladná hodnota ΔS indikuje zvýšení v nepořádku, zatímco zápornou hodnotu ΔS navrhuje pokles v nepořádku.

Vztah mezi změnou entalpie (ΔH) a změnou entropie (ΔS) je popsána rovnice:

ΔG = ΔH – TΔS

kde je ΔG změna Gibbsovy volné energie a T je teplota v Kelvinech. Gibbsova volná energie se mění určuje spontánnost reakce. Pokud je ΔG negativní, reakce je spontánní a příznivá. Pokud je ΔG pozitivní, je reakce nespontánní a nepříznivá. Pokud je ΔG nula, je reakce v rovnováze.

Gibbsova volná energie (ΔG) je termodynamický potenciál to kombinuje účinky změny entalpie (ΔH) a změny entropie (ΔS) k určení spontánnosti reakce. Poskytuje komplexnější porozumění příznivosti reakce ve srovnání se samotnou entalpií.

Rovnice ΔG = ΔH – TΔS nám říká, že aby byla reakce příznivá, musí být změna entalpie negativní (exotermická) a změna entropie musí být pozitivní (nárůst poruchy). Zásadní roli však hraje i teplota. Na nízké teploty, negativní změna entalpie dominuje, takže reakce je příznivá. Na vysoké teploty, pozitivní změna entropie dominuje, takže reakce je příznivá.

Často kladené otázky

1. Proč se hodnoty entalpie liší?

Hodnoty entalpie se může lišit v závislosti na konkrétní proces nebo zvažovaná reakce. Faktory, jako je teplota, tlak a přítomnost of jiné látky může ovlivnit entalpii systému, což vede k rozdílům v naměřené hodnoty.

2. Je entalpie stejná jako měrné teplo?

Ne, entalpie a měrné teplo jsou různé vlastnosti. Entalpie je míra celkové energie systému, včetně jeho vnitřní energie a práce vykonané na systému nebo systémem. Měrné teplo, na druhé straně, je míra množství tepla potřebného ke zvýšení teploty jednotkové hmotnosti látky o určité množství.

3. Jaký je rozdíl mezi měrnou tepelnou kapacitou a entalpií?

Měrné teplo kapacita se týká množství tepla potřebného ke zvýšení teploty jednotkové hmotnosti látky o určité množství. Entalpie je na druhé straně mírou celkové energie systému, včetně jeho vnitřní energie a práce vykonané na systému nebo systémem. Zatímco měrné teplo kapacita is nemovitost látky, entalpie je nemovitost systému.

4. Proč je experimentální entalpie vyšší než teoretická hodnota?

Může být z několika důvodů for experimentální entalpie být vyšší než teoretickou hodnotu. Experimentální chyby, neúplné reakce, vedlejší reakcea nečistoty v reaktantech k tomu mohou přispívat odchylka mezi experimentální a teoretické hodnoty entalpie.

5. Jaký je rozdíl mezi standardní entalpií a entalpií?

Standardní entalpie se týká změny entalpie, ke které dochází pod standardní podmínky, které obvykle zahrnují teplota 25 °C a tlak of 1 bar. Entalpie na druhou stranu ano obecnější pojem to se týká celkové energie systému, včetně jeho vnitřní energie a práce vykonané na systému nebo systémem.

6. Co je to specifická entalpie?

Specifická entalpie je entalpie na jednotku hmotnosti látky. Je to míra celkové energie jednotkové hmotnosti látky, včetně její vnitřní energie a práce vykonané na látce nebo působením látky.

7. Jaký je rozdíl mezi změnou entalpie a standardní změnou entalpie?

Změna entalpie se týká rozdílu v entalpii mezi reaktanty a produkts v chemické reakci. Může být pozitivní (endotermický) nebo negativní (exotermický). Standardní entalpie změna se na druhé straně týká změny entalpie, ke které dochází pod standardní podmínky, obvykle v teplota 25 °C a tlak of 1 bar.

8. Jaký je rozdíl mezi specifickou entalpií a entalpií?

Specifická entalpie se týká entalpie na jednotku hmotnosti látky, zatímco entalpie je obecnější pojem což se týká celkové energie systému. Specifická entalpie bere v úvahu hmotnost látky, zatímco entalpie nikoli.

9. Jaký je rozdíl mezi entalpií vzniku a entalpií reakce?

Entalpie tvorby se týká změny entalpie, ke které dochází, když se z jejích základních prvků v jejich standardních stavech vytvoří jeden mol sloučeniny. Na druhé straně entalpie reakce se týká změny entalpie, ke které dochází při chemické reakci, bez ohledu na formace of nové sloučeniny.

10. Jaký je rozdíl mezi entalpií míchání a entalpií roztoku?

Entalpie míchání se týká změny entalpie, ke které dochází, když se dvě nebo více látek spojí do formy směs. Na druhé straně entalpie roztoku se týká změny entalpie, ke které dochází, když se rozpuštěná látka rozpustí v rozpouštědle za vzniku roztoku.