Enthalpy ist ein Maß der Gesamtenergie eines thermodynamischen Systems. Es schließt die innere Energie ein, die die Energie ist, die erforderlich ist, ein System und den Betrag der Energie zu schaffen, die erforderlich ist, Platz dafür durch die Verlegung seiner Umgebung und das Herstellen seines Volumens und Drucks zu machen.

Enthalpy ist ein thermodynamisches Potenzial. Es ist eine Zustandsfunktion und eine umfassende Menge. Die Einheit des Maßes für enthalpy im Internationalen System von Einheiten (SI) ist das Joule, aber andere historische, herkömmliche Einheiten sind noch im Gebrauch, wie die britische Thermaleinheit und die Kalorie.

Der enthalpy ist der bevorzugte Ausdruck von Systemenergieänderungen in vielen chemische, biologische und physische Maße, weil es bestimmte Beschreibungen der Energieübertragung vereinfacht. Das ist, weil eine Änderung in enthalpy die Energie in Betracht zieht, die der Umgebung durch die Vergrößerung des Systems unter der Studie übertragen ist.

Der ganze enthalpy, H, eines Systems kann direkt nicht gemessen werden. So ist die Änderung in enthalpy, ΔH, eine nützlichere Menge als sein absoluter Wert. Die Änderung ΔH ist in endothermic Reaktionen positiv, und in hitzeveröffentlichenden exothermen Prozessen negativ. ΔH eines Systems ist der Summe der nichtmechanischen geleisteten Arbeit darauf und der ihm gelieferten Hitze gleich.

Für quasistatische Prozesse unter dem unveränderlichen Druck ist ΔH der Änderung in der inneren Energie des Systems plus die Arbeit gleich, die das System auf seinen Umgebungen getan hat. Das bedeutet, dass die Änderung in enthalpy unter solchen Bedingungen die Hitze absorbiert (oder veröffentlicht) durch eine chemische Reaktion ist. Enthalpies für chemische Substanzen am unveränderlichen Druck nehmen Standardstaat an; genau 25 °C an 1 Atmosphäre-Druck.

Ursprünge

Das Wort enthalpy basiert auf dem griechischen Wort enthalpos (), was bedeutet, Hitze darin zu stellen. Es kommt aus dem Klassischen griechischen Präfix, en-, bedeutend, in, und das Verb, thalpein zu stellen, bedeutend, "zu heizen". Das Wort enthalpy wird häufig Benoit Paul Émile Clapeyron und Rudolf Clausius durch die 1850-Veröffentlichung ihrer Clausius-Clapeyron Beziehung falsch zugeschrieben. Diese falsche Auffassung wurde durch die 1927-Veröffentlichung Der Mollier Dampftabellen und Diagramme verbreitet. Jedoch haben weder das Konzept, das Wort, noch das Symbol für enthalpy bis ganz nach dem Tod von Clapeyron bestanden.

Die frühsten Schriften, um das Konzept von enthalpy zu enthalten, sind bis 1875, nicht erschienen

als Josiah Willard Gibbs "eine Hitzefunktion für den unveränderlichen Druck" eingeführt hat. Jedoch hat Gibbs das Wort "enthalpy" in seinen Schriften nicht verwendet.

Statt dessen erscheint das Wort "enthalpy" zuerst in der wissenschaftlichen Literatur in einer 1909-Veröffentlichung von J. P. Dalton. Gemäß dieser Veröffentlichung hat Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) wirklich das Wort ins Leben gerufen.

Im Laufe der Jahre wurden viele verschiedene Symbole verwendet, um enthalpy anzuzeigen. Erst als 1922, dass Alfred W. Porter das Symbol "H" als der akzeptierte Standard vorgeschlagen hat, so die Fachsprache noch im Gebrauch heute beendend.

Formelle Definition

Der enthalpy eines Systems wird als definiert:

:wo

:H ist der enthalpy des Systems

:U ist die innere Energie des Systems

:p ist der Druck an der Grenze des Systems und seiner Umgebung

:V ist das Volumen des Systems.

H (S, p), kann als ein thermodynamischer potenzieller Abhängiger auf S und p abgeleitet werden. Hier ist U innere Energie, T ist absolute Temperatur, S ist Wärmegewicht, p ist Druck, und V ist Volumen:

Die grundsätzliche thermodynamische Beziehung ist grundsätzlich das Erste Gesetz der Thermodynamik für reversible Prozesse:

:

Wenden Sie sich an das Produkt wegen der Unterscheidung zu pV:

: folglich

:

so

:

Bemerken Sie, dass der U-Begriff zur Energie gleichwertig ist, die erforderlich ist, das System zu schaffen, und dass der PV-Begriff zur Energie gleichwertig ist, die erforderlich wäre, Platz" für das System "zu machen, wenn der Druck der Umgebung unveränderlich bliebe.

Der PV-Begriff kann durch das folgende Beispiel eines Isobaric-Prozesses verstanden werden. Denken Sie Benzin, das sein Volumen (durch, zum Beispiel, eine chemische Reaktion) in einem Zylinder ändert, einen Kolben stoßend, unveränderlichen Druck p aufrechterhaltend. Die Kraft wird vom Gebiet des Kolbens und der Definition des Drucks p = F/A berechnet: Die Kraft ist F = Papa. Definitionsgemäß ist Arbeit W getan W = Fx, wo x die überquerte Entfernung ist. Das Kombinieren gibt W = pAx, und die Produktaxt ist das durch den Kolben überquerte Volumen: Axt = V. So ist die geleistete Arbeit durch das Benzin W = pV, wo p ein unveränderlicher Druck und V die Vergrößerung des Volumens ist. Einschließlich dieses pV bedeutet Begriff, dass während der unveränderlichen Druck-Vergrößerung jede innere Energie verwirkt hat, weil die Arbeit an der Umgebung den Wert von enthalpy nicht betrifft. Die Enthalpy-Änderung kann ΔH = ΔU + W = ΔU + Δ (pV) definiert werden, wo ΔU die Thermalenergie ist, die gegen die Vergrößerung und W verloren ist, hat die Energie wegen der geleisteten Arbeit auf dem Kolben gewonnen.

Unterschied zwischen enthalpy und innerer Energie

Chemiker verwenden alltäglich H als die Energie des Systems, aber der PV-Begriff wird im System, aber eher in den Umgebungen wie die Atmosphäre nicht versorgt. Wenn ein System, zum Beispiel, n Maulwürfe eines Benzins des Bands V am Druck P und der Temperatur T, geschaffen oder zu seinem aktuellen Zustand von der absoluten Null gebracht wird, muss Energie gleich seiner inneren Energie U plus pV geliefert werden, wo pV die geleistete Arbeit im Stoßen gegen den umgebenden (atmosphärischen) Druck ist. Diese zusätzliche Energie wird deshalb in den Umgebungen versorgt und kann wieder erlangt werden, wenn das System zurück zu seinem anfänglichen Staat zusammenbricht. In der grundlegenden Chemie interessieren sich Wissenschaftler normalerweise für Experimente, die am atmosphärischen Druck durchgeführt sind, und für Reaktionsenergieberechnungen sorgen sie sich über die Gesamtenergie in solchen Bedingungen, und müssen deshalb normalerweise H verwenden. In der grundlegenden Physik und Thermodynamik kann es interessanter sein, die inneren Eigenschaften des Systems zu studieren, und deshalb wird die innere Energie verwendet.

Beziehung zur Hitze

Die Zunahme in enthalpy eines Systems ist der durch die Hitze hinzugefügten Energie genau gleich, vorausgesetzt, dass das System unter dem unveränderlichen Druck ist, und dass die einzige geleistete Arbeit auf dem System Vergrößerungsarbeit ist:

:wo

: ist die Änderung in enthalpy des Systems (unter den Beschränkungen, die oben erwähnt sind), und

: ist die Energie, die zum System durch die Hitze hinzugefügt ist.

Vergrößerungsarbeit ist die Übertragung der Energie zwischen dem System und seiner Umgebung durch Änderungen im Volumen des Systems. Dieser Typ der Arbeit betrifft die obengenannte Gleichung nicht. Jeder andere Typ der Arbeit, die auf dem System beiseite von der Vergrößerung getan werden konnte, wird nichtmechanische Arbeit genannt.

Nichtmechanische Arbeit konnte solche Prozesse als das Ändern der inneren Energie mit einem elektrischen Außenfeld einschließen, oder Energie durch das Rühren hinzufügend. Wenn eine nichtmechanische Arbeit dann stattfindet, wird die obengenannte Gleichung nicht halten.

Die genaue Beziehung zwischen enthalpy und Hitze kann aus der Definition von enthalpy abgeleitet werden.

Gemäß der Definition von enthalpy,

:wo

: ist der enthalpy des Systems,

: ist die innere Energie des Systems,

: ist der Druck an der Grenze des Systems und seiner Umgebung und

: ist das Volumen des Systems.

Das Unterscheiden von Erträgen

:

Gemäß dem ersten Gesetz der Thermodynamik sind irgendwelche Änderungen in der inneren Energie wegen der Energie, die mit der Umgebung , so übertragen ist

:wo

: ist der unendlich kleine Betrag der Energie, die zum System durch die Hitze hinzugefügt ist

: ist der unendlich kleine Betrag der Energie, die zum System durch die Vergrößerungsarbeit hinzugefügt ist

: ist der unendlich kleine Betrag der Energie, die zum System durch irgendwelche Mittel hinzugefügt ist, außer der Hitze oder Vergrößerungsarbeit. (wird manchmal nichtmechanische Arbeit genannt.)

: (bemerken Sie, dass das ungenaue Differenzial für die vom Pfad abhängigen Variablen, und erforderlich ist)

Weil die Energie, die zum System durch die Vergrößerungsarbeit hinzugefügt ist, ist, kann sich dieser Begriff mit dem vorhandenen Begriff aufheben, um zu tragen:

:

Integrierung gibt dann nach

:

Bemerken Sie, dass diese Gleichung noch einige Extrabegriffe hat; das ist, wohin die Beschränkungen eingehen. Das Einschränken der Bedingungen zum unveränderlichen Druck stellt sicher, dass der Endbegriff Null gleichkommen wird. Das Sicherstellen, dass keine Arbeit beiseite von der Vergrößerungsarbeit getan wird, lässt den W' Null nennen. So

:

Vorausgesetzt, dass der Druck unveränderlich ist, und dass die einzige geleistete Arbeit auf dem System durch die Anlagenerweiterung ist.

Enthalpy ist nicht heizen

Enthalpy wird manchmal als der Hitzeinhalt eines Systems unter einem gegebenen Druck beschrieben, wohingegen "Hitze" als Thermalenergie unterwegs definiert wird. Für die Annahme, dass eine Änderung von enthalpy Hitze ist, um gültig zu sein, muss kein Energieaustausch mit der Umgebung beiseite von der Hitze oder Vergrößerungsarbeit vorkommen. In Anbetracht dieser Beschränkung kann es dass gezeigt werden:

• Der enthalpy ist die Summe der Energie, die das System durch die Hitze ausstrahlen kann
• Das Hinzufügen oder das Entfernen der Energie durch die Hitze sind eine von nur zwei Weisen, den enthalpy zu ändern
• Der Betrag der Änderung in enthalpy ist im Wert von der durch die Hitze hinzugefügten Energie gleich.

So ist es, als ob enthalpy nichts anderes als durch das System "versorgte" Hitze ist, vorausgesetzt dass die gegebenen Beschränkungen daran geklebt werden.

Jedoch ist Hitze nicht die einzige Weise, enthalpy zu ändern. Enthalpy ändert sich auch, wenn der Druck der Umgebung verändert wird, selbst wenn keine Energie als Hitze ausgetauscht wird. Außerdem ändert sich enthalpy, wenn Energie in oder aus dem System durch ein Mittel außer der Hitze oder Vergrößerungsarbeit, solcher als durch Außenfelder oder das Rühren übertragen wird.

Anwendungen

In der Thermodynamik kann man enthalpy berechnen, indem man die Voraussetzungen dafür bestimmt, ein System vom "Nichts" zu schaffen; die mechanische Arbeit erforderlich, pV, unterscheidet sich gestützt auf der Beständigkeit der Bedingungsgegenwart bei der Entwicklung des thermodynamischen Systems.

Innere Energie, U, muss geliefert werden, um Partikeln von einer Umgebung zu entfernen, um Raum für die Entwicklung eines Systems zu erlauben, bestimmend, dass Umweltvariablen, wie Druck (p) unveränderlich bleiben. Diese innere Energie schließt auch die Energie ein, die für die Aktivierung und das Brechen von verpfändeten Zusammensetzungen in gasartige Arten erforderlich ist.

Dieser Prozess wird innerhalb von enthalpy Berechnungen als U + pV berechnet, um den Betrag der Energie oder Arbeit zu etikettieren, die erforderlich ist, Raum für "beiseite zu legen", und "schaffen Sie" das System; das Beschreiben der geleisteten Arbeit sowohl durch die Reaktion oder Bildung von Systemen als auch durch die Umgebungen. Für Systeme am unveränderlichen Druck ist die Änderung in enthalpy die durch das System erhaltene Hitze.

Deshalb kann die Änderung in enthalpy ausgedacht oder ohne das Bedürfnis nach der zusammenpressenden oder mitteilsamen Mechanik vertreten werden; für ein einfaches System, mit einer unveränderlichen Zahl von Partikeln, ist der Unterschied in enthalpy der maximale Betrag der Thermalenergie, die von einem thermodynamischen Prozess ableitbar ist, in dem der Druck festgehalten wird.

Der Begriff pV ist die Arbeit, die erforderlich ist, die Umgebungsatmosphäre zu versetzen, um den durch das System zu besetzenden Raum frei zu machen.

Hitze der Reaktion

Der ganze enthalpy eines Systems kann direkt nicht gemessen werden; die enthalpy Änderung eines Systems wird stattdessen gemessen. Änderung von Enthalpy wird durch die folgende Gleichung definiert:

wo

ist "enthalpy Änderung"

ist der endgültige enthalpy des Systems, das in Joule ausgedrückt ist. In einer chemischen Reaktion, ist der enthalpy der Produkte.

ist die Initiale enthalpy vom System, das in Joule ausgedrückt ist. In einer chemischen Reaktion, ist der enthalpy der Reaktionspartner.

Für eine exothermic Reaktion am unveränderlichen Druck kommt die Änderung des Systems in enthalpy der Energie gleich, die in der Reaktion einschließlich der Energie veröffentlicht ist, die im System behalten ist und durch die Vergrößerung gegen seine Umgebungen verloren ist. Auf eine ähnliche Weise, für eine endothermic Reaktion, ist die Änderung des Systems in enthalpy der Energie gleich, die in die Reaktion einschließlich der Energie vertieft ist, die durch das System verloren ist und von der Kompression von seinen Umgebungen gewonnen ist. Eine relativ leichte Weise zu bestimmen, ob eine Reaktion exothermic oder endothermic ist, soll das Zeichen von ΔH bestimmen. Wenn ΔH positiv ist, ist die Reaktion endothermic, der Hitze ist, ist vom System wegen der Produkte der Reaktion gefesselt, die einen größeren enthalpy hat als die Reaktionspartner. Andererseits, wenn ΔH negativ ist, ist die Reaktion exothermic, der die gesamte Abnahme in enthalpy ist, wird von der Generation der Hitze erreicht.

Obwohl enthalpy in der Technik und Wissenschaft allgemein verwendet wird, ist es unmöglich, direkt zu messen, weil enthalpy keine Gegebenheit (Bezugspunkt) hat. Deshalb kann enthalpy nur in einem geschlossenen System genau verwendet werden. Jedoch bestehen wenige wirkliche Anwendungen in der geschlossenen Isolierung, und es ist aus diesem Grund, dass zwei oder mehr geschlossene Systeme mit enthalpy als eine Basis nicht verglichen werden können, obwohl manchmal das falsch getan wird.

Spezifischer enthalpy

Der spezifische enthalpy einer Arbeitsmasse ist ein Eigentum dieser in der Thermodynamik verwendeten Masse. Es wird als h = u + pv definiert, wo u die spezifische innere Energie ist, ist p der Druck, und v ist spezifisches Volumen. Mit anderen Worten, h = H/m, wo M die Masse des Systems ist. Die SI-Einheit für spezifischen enthalpy ist Joule pro Kilogramm.

Änderungen von Enthalpy

Eine Enthalpy-Änderung beschreibt die Änderung in in den Bestandteilen eines thermodynamischen Systems beobachtetem enthalpy, wenn sie eine Transformation oder chemische Reaktion erlebt. Es ist der Unterschied zwischen dem enthalpy, nachdem der Prozess, d. h. der enthalpy der Produkte und die Initiale enthalpy des Systems, d. h. der Reaktionspartner vollendet hat. Diese Prozesse sind umkehrbar, und der enthalpy für den Rückprozess ist der negative Wert der Vorwärtsänderung.

Ein allgemeiner Standard enthalpy Änderung ist der enthalpy der Bildung, die für eine Vielzahl von Substanzen bestimmt worden ist. Änderungen von Enthalpy werden alltäglich gemessen und in chemischen und physischen Bezugsarbeiten, wie das CRC Handbuch der Chemie und Physik kompiliert. Der folgende ist eine Auswahl an in der Thermodynamik allgemein anerkannten Enthalpy-Änderungen.

Wenn verwendet, in diesen anerkannten Begriffen ist die Qualifikator-Änderung gewöhnlich fallen gelassen, und das Eigentum wird einfach enthalpy 'des Prozesses' genannt. Da diese Eigenschaften häufig als Bezugswerte verwendet werden, ist es sehr üblich, sie für einen standardisierten Satz von Umweltrahmen oder Standardbedingungen zu zitieren, der normalerweise eine Temperatur und ein Druck entweder ist oder. Für solche standardisierten Werte wird der Name des enthalpy mit dem Begriff Standard, z.B Standard enthalpy der Bildung allgemein vorbefestigt.

Chemische Eigenschaften:

• Enthalpy der Reaktion, definiert als die Enthalpy-Änderung hat in einem Bestandteil eines thermodynamischen Systems beobachtet, wenn ein Maulwurf der Substanz völlig reagiert.
• Enthalpy der Bildung, definiert als die Enthalpy-Änderung hat in einem Bestandteil eines thermodynamischen Systems beobachtet, wenn ein Maulwurf einer Zusammensetzung von seinen elementaren vorangegangenen Ereignissen gebildet wird.
• Verbrennungsenthalpie, definiert als die Enthalpy-Änderung hat in einem Bestandteil eines thermodynamischen Systems, wenn ein Maulwurf einer Substanz combusts völlig mit Sauerstoff beobachtet.
• Enthalpy von hydrogenation, definiert als die Enthalpy-Änderung hat in einem Bestandteil eines thermodynamischen Systems beobachtet, wenn ein Maulwurf einer ungesättigten Zusammensetzung völlig mit einem Übermaß an Wasserstoff reagiert, um eine durchtränkte Zusammensetzung zu bilden.
• Enthalpy der Atomisierung, definiert als die Enthalpy-Änderung, die erforderlich ist, einen Maulwurf der Zusammensetzung völlig zu atomisieren.
• Enthalpy der Neutralisierung, definiert als die Enthalpy-Änderung hat in einem Bestandteil eines thermodynamischen Systems beobachtet, wenn ein Maulwurf von Wasser erzeugt wird, wenn eine Säure und eine Basis reagieren.
• Standardlösungsenthalpie, definiert als die Enthalpy-Änderung hat in einem Bestandteil eines thermodynamischen Systems beobachtet, wenn ein Maulwurf eines solute völlig in einem Übermaß am Lösungsmittel aufgelöst wird.
• Standard enthalpy Denaturation (Biochemie), definiert als die Enthalpy-Änderung, die erforderlich ist, einen Maulwurf der Zusammensetzung zu denaturieren.
• Enthalpy der Hydratation, definiert als die Enthalpy-Änderung hat beobachtet, wenn ein Maulwurf von gasartigen Ionen in Wasser völlig aufgelöst wird, das einen Maulwurf von wässrigen Ionen bildet.

Physikalische Eigenschaften:

• Schmelzenthalpie, definiert als die Enthalpy-Änderung, die erforderlich ist, den Staat eines Maulwurfs der Substanz zwischen festen und flüssigen Staaten völlig zu ändern.
• Enthalpy der Eindampfung, definiert als die Enthalpy-Änderung, die erforderlich ist, den Staat eines Maulwurfs der Substanz zwischen flüssigen und gasartigen Staaten völlig zu ändern.
• Sublimationsenthalpie, definiert als die Enthalpy-Änderung, die erforderlich ist, den Staat eines Maulwurfs der Substanz zwischen festen und gasartigen Staaten völlig zu ändern.
• Gitter enthalpy, definiert als die Energie, die erforderlich ist, einen Maulwurf einer ionischen Zusammensetzung in getrennte gasartige Ionen zu einer unendlichen Entfernung einzeln (Bedeutung keiner Anziehungskraft) zu trennen.

Offene Systeme

In thermodynamischen offenen Systemen kann Sache in und aus den Systemgrenzen fließen. Das erste Gesetz der Thermodynamik für offene Systemstaaten: Die Zunahme in der inneren Energie eines Systems ist im Wert von der Energie gleich, die zum System durch die Sache hinzugefügt ist, die in und durch die Heizung minus der Betrag fließt, der durch die Sache verloren ist, die und in der Form der geleisteten Arbeit durch das System fließt. Durch das erste Gesetz für offene Systeme wird gegeben:

:dU = dU  dU + δQ  δW

wo U die durchschnittliche innere Energie ist, die ins System eingeht, und U die durchschnittliche innere Energie ist, das System verlassend.

Das Gebiet des durch offene Systemgrenzen eingeschlossenen Raums wird gewöhnlich ein Kontrollvolumen genannt, und es kann oder kann physischen Wänden nicht entsprechen. Wenn wir die Gestalt des solchen Kontrollvolumens wählen, dass der ganze Fluss darin oder Senkrechte zu seiner Oberfläche vorkommt, dann führt der Fluss der Sache ins System Arbeit durch, als ob es ein Kolben der flüssigen stoßenden Masse ins System war, und das System Arbeit am Fluss der Sache durchführt, als ob es einen Kolben von Flüssigkeit steuerte. Es gibt dann zwei Typen der durchgeführten Arbeit: Überfluten Sie Arbeit, die oben beschrieben ist, der auf der Flüssigkeit durchgeführt wird (das wird auch häufig PV-Arbeit genannt), und Welle-Arbeit, die auf einem mechanischen Gerät durchgeführt werden kann.

Diese zwei Typen der Arbeit werden in der Gleichung ausgedrückt:

:δW = d (pV)  d (pV) + δW.

Ersatz in die Gleichung oben für die Kontrollvolumen-Lebenslauf-Erträge:

:dU = dU + d (pV)  dU  d (pV) + δQ  δW.

Die Definition von enthalpy, H, erlaubt uns, dieses thermodynamische Potenzial zu verwenden, um sowohl für innere Energie als auch für PV-Arbeit in Flüssigkeiten für offene Systeme verantwortlich zu sein:

:dU = dH  dH + δQ  δW.

Bemerken Sie, dass der vorherige Ausdruck nur für wahr hält, wenn der kinetische Energiedurchfluss zwischen kleiner Systembucht und Ausgang erhalten wird. Sonst muss es ins Enthalpy-Gleichgewicht eingeschlossen werden.

Während der Steady-Stateoperation eines Geräts (sieh Turbine, Pumpe und Motor), kann der Ausdruck oben gleich der Null gesetzt werden. Das gibt einen nützlichen Ausdruck für die Energieerzeugung oder Voraussetzung für diese Geräte ohne chemische Reaktionen nach:

:

Dieser Ausdruck wird durch das Diagramm oben beschrieben.

Andere Formeln

Als eine Vergrößerung des ersten Gesetzes der Thermodynamik kann enthalpy mit mehreren anderen thermodynamischen Formeln verbunden sein. Als mit der ursprünglichen Definition des ersten Gesetzes;

:

wo, wie definiert, durch das Gesetz;

:dU vertritt die unendlich kleine Zunahme der systematischen oder inneren Energie

:δQ vertritt den unendlich kleinen Betrag der Energie, die zugeschrieben oder dem System zusätzlich

ist

:δW vertritt den unendlich kleinen Betrag der Energie, die durch das System auf den Umgebungen vorgespielt ist.

Als ein Differenzialausdruck kann der Wert von H als definiert werden

:

\mathrm {d} H &= \mathrm {d} (U + pV) \\

&= \mathrm {d} U +\mathrm {d} (pV) \\

&= \mathrm {d} U + (p \,\mathrm {d} V+V \,\mathrm {d} p) \\

&= (\delta Q-p \,\mathrm {d} V) + (p \,\mathrm {d} V+V \,\mathrm {d} p) \\

&= \delta Q+V \,\mathrm {d} p \\

&= T \,\mathrm {d} S+V \,\mathrm {d} p

\end {richten} </Mathematik> {aus}

wo

:δ vertritt das ungenaue Differenzial

:U ist die innere Energie

: δQ = TdS ist die hinzugefügte Energie durch die Heizung während eines reversiblen Prozesses

: δW = pdV ist die geleistete Arbeit durch das System in einem reversiblen Prozess

: dS ist die Zunahme im Wärmegewicht (Joule pro kelvin)

: p ist der unveränderliche Druck

: dV ist ein unendlich kleines Volumen

: T ist die Temperatur (kelvin).

Für einen Prozess, der nicht umkehrbar ist, hält die obengenannte Gleichung, die dH in Bezug auf dS und dp noch ausdrückt, weil H eine thermodynamische Zustandsgröße ist, die durch S und p einzigartig angegeben werden kann. Wir haben so im Allgemeinen:

:dH = TdS + Vdp

Es wird gesehen, dass, wenn ein thermodynamischer Prozess isobaric ist (d. h., am unveränderlichen Druck vorkommt), dann ist dp Null und so

:dH = TdS  δQ

Der Unterschied in enthalpy ist die maximale Thermalenergie, die vom System in einem Isobaric-Prozess erreichbar ist. Das erklärt, warum es manchmal den Hitzeinhalt genannt wird. D. h. das Integral von dH über jede Isobare im Zustandraum ist die maximale vom System erreichbare Thermalenergie.

In einer allgemeineren Form beschreibt das erste Gesetz die innere Energie mit zusätzlichen Begriffen, die das chemische Potenzial und die Zahl von Partikeln von verschiedenen Typen einschließen. Die Differenzialbehauptung für dH wird dann:

:

wo μ das chemische Potenzial für eine I-Typ-Partikel ist, und N die Zahl solcher Partikeln ist. Es wird gesehen, dass nicht nur Vdp nennen muss, auf die Null gesetzt werden, indem er den Druck der anfänglichen und endgültigen Staaten verlangt wird, dasselbe zu sein, aber die μdN-Begriffe müssen Null ebenso durch das Verlangen sein, dass die Partikel-Zahlen unverändert bleiben. Weitere Generalisation wird noch mehr Begriffe hinzufügen, deren umfassende Differenzialfristen zur Null in der Größenordnung von der Interpretation des enthalpy festgelegt werden müssen, um zu halten.

Siehe auch

• Standard enthalpy Änderung der Bildung (Datentisch)
• Calorimetry
• Wärmemengenzähler
• Abfahrtsfunktion
• Wärmegewicht
• Gibbs freie Energie
• Das Gesetz von Hess
• Isenthalpic bearbeiten
• Stagnation enthalpy
• Thermodynamische Datenbanken für reine Substanzen

Referenzen

Bibliografie

• Haase, R. In der Physischen Chemie: Eine Fortgeschrittene Abhandlung; Jost, W., Hrsg.; akademisch: New York, 1971; p 29.
• Gibbs, J. W. In Den Gesammelten Arbeiten von J. Willard Gibbs, Vol. Ich; Yale Universität Presse: Neuer Hafen, Connecticut, hat 1948 nachgedruckt; p 88.
• Laidler, K. Die Welt der Physischen Chemie; Presse der Universität Oxford: Oxford, 1995; p 110.
• C.Kittel, H.Kroemer In der Thermalphysik; S.R Furphy und Gesellschaft, New York, 1980; p246
• DeHoff, R. Thermodynamik in der Material-Wissenschaft: 2. Hrsg.; Taylor und Francis Group, New York, 2006.

Links

• Enthalpy - die Welt von Eric Weisstein der Physik
• Enthalpy - staatliche Universität von Georgia
• Beispiel-Berechnungen von Enthalpy - Texas A&M Universitätschemie-Abteilung