El ajuste está representado por la letra H (unidad: Joule, J), que se deriva de la palabra inglesa heat capacidad.
Además, en la literatura química y técnica, la entalpía molar Hm (unidad: kilojulio/mol KJ/mol) y la entalpía específica h (unidad: kilojulio/kilogramo KJ/Kg) también son muy importantes. definición de entalpía para la cantidad n y la masa m de una sustancia.
La entalpía es la conversión de energía interna y volumen.
Es la energía potencial térmica total del SpN.
Antes de introducir la entalpía, debemos comprender el movimiento térmico de las moléculas, la energía termodinámica y la primera ley de la termodinámica: en 1827, el botánico británico Brown colocó un polen muy fino sobre el agua y lo observó con un microscopio. El polen se mueve constantemente sobre la superficie del agua y su trayectoria es extremadamente irregular.
Al principio se pensó que se trataba de una influencia externa, como vibración o convección del líquido, pero experimentos posteriores demostraron que la causa de este movimiento no estaba en el exterior, sino en el interior del líquido.
Resulta que el movimiento del polen en la superficie del agua es causado por el impacto de las moléculas de agua en todas direcciones.
Este tipo de movimiento se llama movimiento browniano, que muestra que las moléculas del líquido se mueven constantemente de forma irregular.
Se puede observar en el experimento que a medida que aumenta la temperatura, el movimiento browniano se vuelve cada vez más intenso.
Esto significa que el movimiento aleatorio de las moléculas está relacionado con la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, más violento es el movimiento aleatorio de las moléculas.
Debido a que el movimiento aleatorio de las moléculas está relacionado con la temperatura, este movimiento de las moléculas a menudo se denomina movimiento térmico molecular.
En termodinámica, el movimiento térmico de moléculas, átomos e iones sigue las mismas leyes, por lo que colectivamente se denominan moléculas [1].
Debido a que las moléculas que componen un objeto se mueven de manera irregular, como todos los objetos en movimiento, las moléculas que experimentan movimiento térmico también tienen energía cinética.
El fenómeno de movimiento (velocidad y dirección) de una sola molécula es accidental, pero desde la perspectiva de un gran número de moléculas en su conjunto, bajo ciertas condiciones, sigue ciertas leyes estadísticas. La temperatura, una cantidad macroscópica relacionada con el movimiento térmico, es el promedio estadístico del movimiento térmico de una gran cantidad de moléculas.
La energía cinética de las moléculas está relacionada con la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la energía cinética promedio de las moléculas y viceversa.
Así que desde la perspectiva de la teoría de la dinámica molecular, la temperatura es un símbolo de la energía cinética promedio del movimiento térmico de las moléculas de un objeto (es decir, significado microscópico, macroscópico: que indica el grado de frialdad o calor de el objeto).
Existen interacciones entre moléculas, que en química son fuerzas intermoleculares (fuerzas de van der Waals).
La fuerza intermolecular es la fuerza resultante de la atracción molecular y la repulsión molecular. Existe una distancia r0 que hace que la atracción sea igual a la fuerza repulsiva. En este momento, la fuerza intermolecular es cero.
Tanto la atracción molecular como la repulsión molecular aumentan a medida que la distancia entre moléculas disminuye, pero la magnitud de la repulsión es relativamente grande, por lo que cuando la distancia entre moléculas es mayor que r0, se comporta como una atracción, y cuando es menor que r0, se comporta como una fuerza repulsiva.
Debido a la interacción entre moléculas, las moléculas tienen energía potencial determinada por sus posiciones relativas, lo que se denomina energía potencial molecular.
El cambio de energía potencial molecular es similar al cambio de energía potencial elástica de un resorte.
Cuando el volumen de un objeto cambia, la distancia entre moléculas también cambia, por lo que la energía potencial de las moléculas está relacionada con el volumen del objeto.
Principio
La suma de la energía cinética del movimiento térmico y la energía potencial molecular de todas las moléculas de un objeto se llama energía termodinámica del objeto, también llamada energía interna.
La energía termodinámica, al igual que la energía cinética y la energía potencial, son cantidades de estado de los objetos.
Hemos aprendido en la escuela secundaria que hay dos formas de cambiar la energía interna de un objeto: trabajo y transferencia de calor.
Si un objeto no intercambia calor con el mundo exterior, es decir, no absorbe ni libera calor, entonces el trabajo realizado por el mundo exterior es igual al incremento de su energía termodinámica: δu 1 = W Si el objeto realiza trabajo en el exterior, W es negativo, el incremento de energía termodinámica δu 1 también es negativo, lo que indica que la energía termodinámica disminuye.
Si el mundo exterior no realiza ningún trabajo sobre el objeto y el objeto no realiza ningún trabajo sobre el mundo exterior, entonces el calor absorbido por el objeto es igual al incremento de su energía termodinámica: U2 = Q Si el El objeto libera calor, entonces Q es negativo y el incremento de energía termodinámica δU2 también es negativo, lo que indica una disminución de la energía termodinámica.
En términos generales, si un objeto realiza trabajo y transfiere calor al mundo exterior al mismo tiempo, entonces el incremento de energía termodinámica del objeto es igual al trabajo realizado por el mundo exterior más el calor absorbido por el objeto del mundo exterior, es decir, δ U = δ U1 δ U2 =Q W . Debido a que la energía termodinámica U es una cantidad de estado, δ U = δ U estado final - δ U estado inicial = Q W es la expresión de la primera ley. de termodinámica.
Todas las reacciones químicas se llevan a cabo bajo ciertas condiciones, entre las cuales el volumen constante y la presión constante son las más comunes e importantes.
La reacción química en un recipiente cerrado es un proceso de volumen constante.
Debido a que el volumen del sistema permanece sin cambios, solo se realiza trabajo de volumen (es decir, se realiza trabajo sobre el objeto cambiando el volumen del objeto, la energía interna del objeto se puede cambiar, por ejemplo, colocar una cerilla en un tubo de aguja para bloquear la aguja, comprimir el pistón, la cerilla se quemará), así que sustituya W = 0 en la expresión de la ley del calor: δU = Q, que muestra que el calor durante el proceso a volumen constante es igual al cambio en la energía termodinámica del sistema, es decir, siempre que el volumen constante y las características del volumen funcionen,
La reacción química en un recipiente abierto es un proceso a presión constante.
La llamada presión constante significa que la presión P del sistema es igual a la presión ambiental P y permanece constante, es decir, p=p = constante.
Debido a que el proceso es a presión constante, solo se realiza trabajo volumétrico, por lo que W=W volumen=-p hacia el exterior (V2-v 1)=-(p2v 2-p 1v 1), donde W es el trabajo externo realizado por el sistema, por lo que el trabajo externo realizado por el sistema es negativo.
El cambio de presión multiplicado por el volumen es el trabajo realizado por el sistema, el cual se puede entender según p=F/S, V=Sh, ∴Fh=pV.
Sustituir la ley del calor Expresión: Q =δu-w = U2-u 1 (p2v 2-p 1v 1)=(U2 p2v 2)-(u 65438 p 1v 1) Debido a que u, se define como un nuevo estado función-entalpía, está representada por el símbolo h, por lo que la fórmula anterior se puede reemplazar por: Q = H2-H65438.
El significado físico de entalpía puede entenderse como bajo condiciones especiales de presión constante y solo trabajo en volumen, Q = δH, que es el cambio de calor de la reacción.
Porque sólo en tales condiciones la entalpía muestra sus características.
Por ejemplo, cuando δH > ed de una sustancia a presión constante, la temperatura de la sustancia aumenta después de absorber calor, δH > 0, por lo que la entalpía de una sustancia a alta temperatura es mayor que la entalpía a baja temperatura.
Otro ejemplo es una reacción química exotérmica a presión constante, δ h
En una reacción química, debido a que H es función de estado, solo cuando los estados de los productos y reactivos solo cuando se determina, δ H tiene un valor fijo.
Para poder recopilar datos de propiedades térmicas de sustancias para que las personas puedan revisarlos, es necesario disponer de una regulación unificada del estado de las sustancias para evitar confusiones.
A partir de esta necesidad, los científicos propusieron el concepto de estado estándar termodinámico.
El estado estándar termodinámico también se llama estado estándar termoquímico.