Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

Паливо та ентальпія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24452

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Навички для розвитку

    • Виконайте розрахунки ентальпії і опишіть процес і результати

    Що таке паливо?

    Одним з найважливіших застосувань хімії є вивчення палива. Паливо в основному означає хімічну речовину, яка може забезпечити енергією. Ми використовуємо паливо, щоб зробити майже все. Їжа забезпечує паливом наш організм. Бензин забезпечує паливо для наших автомобілів. Багато різних хімічних речовин, від вугілля і газу до урану, забезпечують паливом для електростанцій, які виробляють електроенергію. Коли ми використовуємо паливо, воно стає реагентом у певному типі реакції. Найчастіше паливо спалюють на повітрі для забезпечення теплом, а тепло перетворюється на роботу. З цієї причини ми часто хочемо знати, скільки тепла ми можемо отримати від хімічної реакції.

    Ентальпія

    Коли наші системи включають хімічні речовини, які беруть участь у реакції, система може отримати або втратити тепло через реакцію, і система також може працювати, або робота може виконуватися в системі. Як би система працювала? Припустимо, ви спалюєте трохи пропану (С 3 Н 8). Напишіть збалансоване рівняння для цієї реакції і переконайте себе, що в продуктах присутня більше родимок газу, ніж реагентів. Також ви знаєте, що спалювання пропану підвищує температуру. Якщо спалити трохи пропану, то система збільшиться в обсязі, тому що газу більше, і він гаряче. (Якщо спалити пропан в дуже міцній ємності, то обсяг залишиться колишнім і тиск збільшиться.) Коли обсяг системи збільшується у відкритому контейнері, вона буде штовхати на навколишнє середовище, як атмосфера, і робити роботу PV. Ми можемо використовувати цю роботу (у двигуні внутрішнього згоряння, як у машині, наприклад), але тільки якщо ми контролюємо гучність. Якщо ми зробимо реакцію відкритою для атмосфери, при постійному тиску (атмосферному тиску), то ми не зможемо використовувати роботу, виконану реакцією.

    У хімії, оскільки реакції часто відбуваються при атмосферному тиску, ми часто хочемо знати, скільки тепла є в результаті реакції, яка відбувається при постійному тиску. Щоб це було зручно, ми можемо визначити нову величину, пов'язану з внутрішньою енергією, яка називається ентальпією, скорочено Н:

    \[H=E+pV\]

    Ось чому це визначення корисно. Робота, виконана реакцією при постійному тиску, є

    \[w=-p \Delta V\]

    де р - тиск, а ΔV - зміна обсягу реакційної системи, а знак w негативний, оскільки система робить роботу. Зміна ентальпії для реакції є

    \[\Delta H=\Delta (E+pV) = \Delta E + p\Delta V (at\; constant\; p)\]

    Оскільки ΔE = q + ш,

    \[\Delta H = (q + w) + p\Delta V = (q + w) − w = q\]

    Таким чином, зміна ентальпії реакції говорить нам точно, скільки тепла може забезпечити реакція, якщо вона працює при постійному тиску. Нам не потрібно турбуватися про розрахунок роботи, виконаної реакцією, що відштовхує атмосферу, оскільки вона вже вилучена з визначення ентальпії. Ентальпія - це функція стану, оскільки E, p і V - це всі функції стану. Ентальпія не має молекулярного значення, як внутрішня енергія, але зазвичай pV невелика, тому ентальпія схожа на внутрішню енергію.

    Коли ΔH позитивний, то тепло надійшло в систему, і процес називається ендотермічним. Ендотермічні реакції відчуваються холодними на дотик, оскільки вони тягнуть тепло від вашої руки в реакційну систему. Випаровування ендотермічне, саме тому піт допомагає нам охолонути. Коли ΔH негативний, тепло залишає систему, а процес називається екзотермічним. Екзотермічні процеси відчуваються гарячими. Ось чому полум'я спалить вас.

    Автори та атрибуція