Entalpia
Az entalpia a tudományban és a mérnöki tudományokban használt fogalom, amikor a hőt és a munkát kell kiszámítani. Az elnevezés a görög "enthalpos" (ενθαλπος) szóból származik, jelentése "hőt beletenni". Az ötletet és a szót Heike Kamerlingh Onnes holland tudós találta ki 1909-ben.
Amikor egy anyag állandó nyomáson változik, az entalpia megmondja, hogy mennyi hőt és munkát adtak hozzá vagy vettek el az anyagból.
Az entalpia hasonló az energiához, de nem ugyanaz. Amikor egy anyag növekszik vagy zsugorodik, energia fogy vagy szabadul fel. Az entalpia ezt az energiát számolja el. Emiatt a tudósok gyakran az entalpia változását számítják ki, nem pedig az energia változását.
Tekintsünk egy fix mennyiségű gázt tartalmazó rendszert. A rendszerbe belépő bármely hőenergia:
1) A gáz belső energiájának növelése
vagy
2) A rendszer bővítése érdekében végzett munkához vezet. Az elvégzett munka a nyomás és a térfogat szorzata. Az enthalpia tehát mindkét tényezőt figyelembe veszi:
Enthalpia és kémiai reakciók
Amikor kémiai reakció megy végbe, egy anyag melegebbé vagy hidegebbé válhat. Ennek eredményeképpen hő áramlik a körülötte lévő dolgok felé, illetve a körülötte lévő dolgoktól, amíg a hőmérséklete ismét nem lesz ugyanaz. Ha a nyomás változatlan marad, ez a hőmennyiség megadja, hogy mennyit változott az entalpia.
Ha például a benzint a szabadban égetjük el, a benzin hőt bocsát ki. Ha feltételezzük, hogy 100 kilojoule hő szabadult fel, akkor a benzin entalpiája 100 kilojoule-lal csökkent. Ezért a reakció entalpiaváltozása ∆H = -100 kJ volt.
Ha egy kémiai reakció hőt ad le (felmelegíti a környezetét), akkor a reakció entalpiája csökken. A ∆H értéke negatív. Az ilyen reakciót, mint a fenti példát, exotermnek nevezzük.
Ha egy kémiai reakció hőt vesz fel (lehűtve a környezetét), akkor a reakció entalpiája megnőtt. A ∆H értéke pozitív. Ezt endoterm reakciónak nevezzük.
Kapcsolódó oldalak
- Termodinamikai potenciál
- Entrópia
- Gibbs-féle szabad energia
Kérdések és válaszok
K: Mi az az entalpia?
V: Az entalpia a természettudományokban és a mérnöki tudományokban használt fogalom, amelyet egy anyagban lévő hő és munka kiszámítására használnak.
K: Honnan származik az "entalpia" elnevezés?
V: Az "entalpia" elnevezés a görög "enthalpos" (ενθαλπος) szóból származik, amelynek jelentése "hőt beletenni".
K: Ki találta ki az "entalpia" kifejezést és szót?
V: Heike Kamerlingh Onnes holland tudós találta ki 1909-ben az "entalpia" kifejezést.
K: Hogyan kapcsolódik az entalpia az energiához?
V: Az entalpia az anyag növekedése vagy zsugorodása során felhasznált vagy felszabaduló energiával számol, de nem azonos az energiával.
K: Miért számítják ki a tudósok gyakran az entalpia változását, nem pedig az energia változását?
V: A tudósok gyakran az entalpia változását számítják ki, mert az figyelembe veszi az anyag méretváltozásakor felhasznált vagy felszabaduló energiát.
K: Mi történik, amikor hőenergia kerül egy fix mennyiségű gázt tartalmazó rendszerbe?
V: Amikor hőenergia lép be egy fix mennyiségű gázt tartalmazó rendszerbe, akkor vagy megnöveli a gáz belső energiáját, vagy a rendszer tágulása érdekében végzett munkához vezet.
K: Hogyan veszi figyelembe az entalpia a nyomás és a térfogat tényezőit?
V: Az entalpia figyelembe veszi a nyomás és a térfogat tényezőit az elvégzett munka figyelembevételével, amely a nyomás és a térfogat szorzata.
