Définition d'enthalpie en chimie et physique

L'enthalpie est une propriété thermodynamique d'un système. C'est la somme de l'énergie interne ajoutée au produit de la pression et du volume du système. Il reflète la capacité d'effectuer des travaux non mécaniques et la capacité de dégager de la chaleur.

L'enthalpie est désignée par H; enthalpie spécifique désignée comme h. Les unités courantes utilisées pour exprimer l'enthalpie sont le joule, la calorie ou le BTU (British Thermal Unit). L'enthalpie dans un processus d'étranglement est constante.

Le changement d'enthalpie est calculé plutôt que d'enthalpie, en partie parce que l'enthalpie totale d'un système ne peut pas être mesurée car il est impossible de connaître le point zéro. Cependant, il est possible de mesurer la différence d'enthalpie entre un état et un autre. Le changement d'enthalpie peut être calculé dans des conditions de pression constante.

Un exemple est celui d'un pompier qui est sur une échelle, mais la fumée a obscurci sa vue du sol. Il ne peut pas voir combien d'échelons sont en dessous de lui au sol, mais il peut voir qu'il y a trois échelons à la fenêtre où une personne doit être secourue. De la même manière, l'enthalpie totale ne peut pas être mesurée, mais le changement d'enthalpie (trois échelons d'échelle) peut.

Formules d'enthalpie

H = E + PV

où H est l'enthalpie, E est l'énergie interne du système, P est la pression et V est le volume

ré H = T ré S + P ré V

Quelle est l'importance de l'enthalpie?

• La mesure du changement d'enthalpie nous permet de déterminer si une réaction était endothermique (chaleur absorbée, changement positif d'enthalpie) ou exothermique (chaleur dégagée, changement négatif d'enthalpie).
• Il est utilisé pour calculer la chaleur de réaction d'un processus chimique.
• Le changement d'enthalpie est utilisé pour mesurer le flux de chaleur en calorimétrie.
• Il est mesuré pour évaluer un processus d'étranglement ou une expansion de Joule-Thomson.
• L'enthalpie est utilisée pour calculer la puissance minimale d'un compresseur.
• Le changement d'enthalpie se produit lors d'un changement d'état de la matière.
• Il existe de nombreuses autres applications de l'enthalpie en génie thermique.

Exemple de changement dans le calcul d'enthalpie

Vous pouvez utiliser la chaleur de fusion de la glace et la chaleur de vaporisation de l'eau pour calculer le changement d'enthalpie lorsque la glace fond en liquide et que le liquide se transforme en vapeur..

La chaleur de fusion de la glace est de 333 J / g (ce qui signifie que 333 J est absorbé lorsque 1 gramme de glace fond.) La chaleur de vaporisation de l'eau liquide à 100 ° C est de 2257 J / g.

Partie A: Calculer le changement d'enthalpie, ΔH, pour ces deux processus.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = ?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = ?
Partie B: En utilisant les valeurs que vous avez calculées, trouvez le nombre de grammes de glace que vous pouvez faire fondre en utilisant 0,800 kJ de chaleur.

Solution
UNE. Les chaleurs de fusion et de vaporisation sont en joules, donc la première chose à faire est de convertir en kilojoules. En utilisant le tableau périodique, nous savons que 1 mole d'eau (H₂O) est de 18,02 g. Donc:
fusion ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fusion ΔH = 6,00 x 10³ J
fusion ΔH = 6,00 kJ
vaporisation ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
vaporisation ΔH = 4,07 x 10⁴ J
vaporisation ΔH = 40,7 kJ
Les réactions thermochimiques terminées sont donc:
H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ
B. Maintenant, nous savons que:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
En utilisant ce facteur de conversion:
0,800 kJ x 18,02 g de glace / 6,00 kJ = 2,40 g de glace fondue

Répondre

UNE. H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = +6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = +40,7 kJ

B. 2,40 g de glace fondue