Entalpia

este trecută am discutat despre

faptul că totul energie Fără energie

universul nostru Pur și simplu

nu ar exista de căldură efectuează

lucrul mecanic pentru noi nu poate

fi și depozitate pentru a fi utilizată

mai târziu și nu dispare niciodată

putem folosi merge eliberată prin

arderea cărbunilor e să ne încălzim

piesele facem de mâncare ori atunci

când un combustibil are pentru

motor și efectuează lucrul mecanic

pentru folosim de acest proces

pentru transport și pentru industrie

întâlnim multe tipuri de reacții

avem reacții pe care le valorificăm

pentru căldură și lucrul mecanic

apoi mai sunt acele reacții a căror

energie risipită adesea gard a

căror produși de reacție avem nevoie

și mai întâlnim și reacții care

constituie procesele vitale termodinamică

despre care am zis și data trecută

studiază transformările energiei

ne pună la dispoziție o viziune

cantitativă asupra acestora cu

privire la toate aceste tipuri

de reacții și energia pe care obține

să o consumăm atunci că le efectuau

energia e probabil un colț cel

mai greu de înțeles însă pentru

a putea face Toate aceste previziuni

cantitative trebuie să înțelegem

mai bine Ce reprezintă energia

de exemplu știind că orice legătură

dintre doi atomi conține energie

câtă energie anume e mai greu de

zi o să vă mint traduce conceptul

de entalpie o proprietate foarte

utilă care ne ajută să urmărim

producția sau costumul de căldură

al tuturor proceselor fizice și

chimice care au loc la presiune

constantă toate particulele componente

ale substanțelor atomi sau molecule

starea de agregare a unei substanțe

se află în mișcare continuă acest

proces se numește agitație termică

după cum știm excepții ar fi Că

substanțele se află la zero absolut

și atunci particulele nu se mișcă

deloc dar nu prea e cazul Deci

particulele se află între o mișcare

continuă iar între ele se exercită

diferite tipuri de interacțiuni

astfel fiecare particulă posedă

energie si mai precis energie cinetică

și energie potențială energia cinetică

are de a face cu mișcarea particulelor

iar energia potențială are legătură

cu poziția particulelor în termodinamică

energia totală a sistemului se

numește energie internă care știm

de lecția trecută cu o notăm cu

energia internă reprezintă suma

tu doar energiilor cinetice și

potențiale ale particulelor componente

din un sistem având în vedere că

energia internă a legată de agitația

termică a particulelor înseamnă

că fiecărei temperaturi a sistemului

îi corespunde o anume energie internă

energia internă este Deci o funcție

de stare și în continuare vom încerca

să explicăm asta în chimie fizică

și matematică o funcție de stare

este o funcție independentă de

Calea prin care se ajunge de la

o stare inițială la o stare finală

Deci valoarea energiei interne

depinde numai de starea curentă

a sistemului cu alte cuvinte Este

o funcție de pendant de de proprietățile

care determină starea curentă a

sistemului această Profită sunt

variabilele de stare de compresiune

a volumul sau temperatura dacă

schimbăm mă Care dintre variabilele

de stare Spre exemplu dacă am schimbat

presiunea la care are loc o reacție

atunci se va schimba și energia

internă energia internă e o mărime

de stare extensivă asta înseamnă

că depinde de cantitatea de substanță

alte exemple de astfel de proprietăți

sunt masă și volumul Și dacă tot

suntem aici Hai sa vedem și Care

sunt mărimile de stare care nu

depinde Cantitatea de substanță

din sistem Acestea se numesc mărimi

de stare Intensive și de exemplu

avem temperatura densitatea și

presiunea am vorbit și lecția trecută

despre energia internă și cele

două căi prin care poate fi transferată

Deci în orice internă poate fi

transferată sub formă de căldură

sau sub formă de lucru mecanic

acestea două noțiuni de căldură

și lucrul mecanic ne sunt foarte

utile însă nu și atunci când e

vorba de cantități extrem de dificil

să calculăm cât anume din fiecare

se transferă în timpul unui proces

sau al unei real lucrul mecanic

e transferul de energie care duce

la mișcarea obiectelor în timp

ce căldura e transferul de energie

care duce la mișcarea particulelor

componente a obiectelor însă atunci

când are loc o schimbare în energia

interna a unui sistem e destul

de dificil să se facă o diferențiere

cantitativă între aceste două forme

de transfer de energie deci știu

că energia internă a unui sistem

se poate schimba fie prin efectuarea

de lucru mecanic asupra sistemului

fie Prin încălzirea lui noi știu

cum are loc laserul de energie

prezentul putem vedea dacă o bucată

de gheață se topește în mediul

exterior și știind că asta Indică

un sfert de energie sub formă de

căldură sau atunci când îl obiect

este mișcat în mediul său exterior

știind că asta Indică un transfer

de energie prin efectuare de lucru

mecanic însăși aici Vreau să ajung

iar dacă noi știm Prin ce proces

are loc transferul de energie sistemul

este complet indiferent față de

Calea de transferul utilizată căldura

și lucrul mecanic sunt că echivalente

prin care se poate schimba energia

interna a unui sistem după cum

spune Peter Atkins un celebru britanic

un sistem este ca o banca acceptă

depozite în orice tip de valută

însă își stochează rezervele numai

sub formă de energie internă Așadar

cantitatea de căldură sau de lucrul

mecanic efectuat depinde procesul

de transfer folosi Deci căldura

și lucrul mecanic sunt dependente

de tipul de transfer acestea sunt

funcții de proces diferite de funcțiile

de stare Pe de altă parte schimbarea

de energie internă sau termenul

mai formal variației energiei interne

este aceeași în ambele cazuri după

cum a zis este independentă de

tipul de transfer indiferent că

are loc un transfer de lucrul mecanic

sau că are loc un transfer de căldură

cantitatea de energie cu care se

schimbă valoarea energiei interne

este aceeași Așadar vedem că energia

internă este o funcție de stare

tot ce contează este starea inițială

și finală și nu cum să ajungi de

la o stare la alta însă nu putem

determina valoarea absolută energia

interna a unui sistem adică valoare

energie stocate în sistem Ce Aici

este partea în care totul prin

energia internă e o funcție de

stare face lucrurile mult mai ușoare

chiar dacă nu putem calcula valoarea

absolută putem calcula variații

acestei energii de Schimbarea care

are loc în energia internă bun

pe noi ne interesează transferul

de energie care are loc între un

sistem și mediul exterior în special

atunci când sistemul reprezentat

de compuși chimici care participă

la o reacție și de cele mai multe

ori în cazul reacțiilor chimice

si mai mult ne interesează transferul

de energie sub formă de căldură

în ceea ce privește căldura nu

trebuie să uităm că aceasta este

un proces adică este transferul

de energie rezultat în urma unei

diferențe de temperatură și nu

este o entitate așa dar ne interesează

căldura de exemplu când facem focul

net căldura care se degajă și nu

lucrul mecanic efectuat de creștere

a volumului sau de aceeași situație

cu multe dintre reacțiile chimice

ne interesează energia transferată

sub formă de căldură Ce mai puține

interesează lucrul mecanic pe care

îl ar putea efectua pentru că de

căldură ne putem folosi mai bine

însă știm că energiei interne nu

e prea pasă pe ce cale se ajunge

la o schimbare în valoare A deci

mai mult decât e nevoie dacă ne

am folosit de ecuație pentru variației

energiei interne în schimb lucruri

de care avem nevoie funcție de

stare bazată pe absorția sau degajare

de căldură în reacțiile chimice

iar aceasta este entalpia pe care

o notăm cu Haideți să vedem și

Ce este entalpia energia pusă la

dispoziție sub formă de căldură

între o reacție chimică ce are

loc la presiune constantă este

egală cu variația entalpiei Care

este o altă proprietate termodinamică

a sistemului cu alte cuvinte căldura

degajată îndoliați exotermă sau

căldură absorbită în reacție în

total mă pe alții care au loc de

cele mai multe ori de presiune

atmosferică Deci se consideră că

aoleu la presiune constantă reprezintă

variația entalpiei și definim entalpia

prin această relație Unde este

energia internă a sistemului termodinamic

este presiunea sistemului iar V

este volumul produsul presiune

ori volum reprezintă lucrul mecanic

necesar pentru ca sistemul să își

poată ocupa volumul propriu B la

presiunea constantă pe de chin

urgent necesare pentru ca volumul

sistemul respectiv se poate afla

în mediul exterior energia internă

presiunea și volumul sunt toate

funcții de stare și după cum am

zis și mai devreme la fel este

entalpia ceea ce ai foarte bine

pentru că de altfel ne imposibil

să calculăm valoarea absolută entalpiei

si oricum mai mult decât valoarea

absolută Intel Pirinei interesează

Cu cât se va schimba entalpia Deci

ne interesează variatia entalpiei

pe care o notăm cu d Zaha și după

cum știm deja lucru valabil pentru

toate funcțiile de stare variației

între orice pereche de stării inițiale

și finale este independentă de

Calea care a provocat schimbarea

de la o stare la alta Haideți să

nu pui mentali ia în starea 2 și

entalpia în starea unu cu relațiile

corespunzătoare desfacem parantezele

vedem că apare și variații energia

interna sistemului dar și variația

volumului și astfel obținem această

relație după cum ai zis Se consideră

că presiunea nu variază Deci aceeași

atât în starea unu a sistemului

căci in starea de oi și de aceea

îmi dat o factorul comun aici presiunea

atmosferică la care am zis că au

loc majoritatea reacțiilor variază

foarte puțin variația este nesemnificativă

comparativ cu variația celorlalte

elemente din ecuație și de aceea

clasificare Se consideră ca valoare

constante lungă această prima ipoteză

cu presiunea constantă mai formulăm

o ipoteză dar pentru a putea reprezenta

mai clară această a doua ipoteză

dar trebuie să înlocuim variația

energiei interne cu relația matematică

Să ne amintim de lecția trecută

variația energiei interne este

egală cu căldura furnizată dinspre

mediu spre sistem plus lucrul mecanic

efectuat asupra sistemului de ce

locuim aici și obținem această

relație Acum această a doua ipoteză

presupunem că Singurul lucru mecanic

efectuat în sistem este lucrul

mecanic efectuat pentru schimbarea

volumului cunoscut drept lucrul

mecanic al presiunii la variația

volumului Deci n este egal cu minus

pe ori Delta V după cum am văzut

și lecția trecută atunci când sistemul

efectuează un lucru mecanic avem

semnul minus pentru a desemna o

pierdere de energie internă Deci

în cazul volumului o creștere a

volumului duce la efectuarea de

lucru mecanic de către sistem asupra

mediului Ce Ce înseamnă un consum

de energie sau o pierdere de energie

sa către mediu pe care o Reprezentăm

cu semnul mini Așadar vedem că

semnele pentru lucrul mecanic și

pentru pe ori Delta vor fi întotdeauna

opuse eu Ce elemente se anulează

unul pe celălalt ceasul obținem

că variației unui sistem chimic

la presiune constantă este egală

cu cantitatea de căldură transferată

în reacția respectivă și această

căldură de reacție pentru reacțiile

care se desfășoară la presiune

constantă o notăm cu q indice pe

și mai avem o definiție în cazul

în care o reacție se desfășoară

la volum constant căldura de reacție

notată cu q indice z este egală

cu variația energiei interne a

sistemului Cum ai zis ne vom ocupa

mai mult de reacțiile care au loc

la presiune constantă ce am văzut

că în cantitatea de căldură de

reacție degajată sau absorbită

este egală cu variația entalpiei

De exemplu dacă furnizăm 50 de

kg de energie pentru încălzitor

electric către un pahar de apă

atunci punem că entalpia crește

cu 50 de kg și scrie încă variația

entalpiei este egală cu plus 50

de chiloți vedem ce se întâmplă

în cazul reacțiilor chimice fiindcă

o reacție chimică se desfășoară

conform acestei scheme generale

niște reactanță transformă în totuși

chimice pentru acest caz general

calculăm variatia entalpiei în

felul următor avem Delta H egal

cu încaltea sistemului starea finală

minus entalpia sistemului în stare

inițială ceea ce înseamnă De fapt

e tălpi produșilor de reacție Deci

starea finală a nu se întărea tanți

lor adică stare în Franța este

o mărime de stare extensivă a substanțelor

Deci asta înseamnă că depinde de

numărul de moli de substanță și

Cum măsurăm în chiloți pe mall

adică entalpia totală a unei substanțe

anume este egală cu numărul de

moli orientare unui Mall dacă la

reacție participă mai multe substanțe

Spre exemplu dacă avem următoarea

schemă de reacție unde R1 si r2

sunt reactantii iar pe 1 și pe

doi sunt produșii Și avem și numărul

de moli pentru fiecare substanță

atunci calculând variația entalpiei

în felul următor variația de entalpie

este egală cu entalpia produșilor

nici nu se întărească tanti lor

adică este egal cu numai dintre

entalpiile produșilor pe 1 și pe

2 Ținând cont și de numărul de

moli minus suma in tălpilor reactanților

R1 si r2 la fel ținând cont de

numărul de moli să luăm un exemplu

avem reacția de neutralizare dintre

idul de sodiu și acidul sulfuric

scazi variația de entalpie este

egală cu unu ore entalpie sulfatului

de sodiu pentru că se obține un

moli de sulfat de sodiu plus doi

ori în taipei Deci aceasta este

suma in tălpilor produșilor de

reacție și totul vine o suma in

talpilor reactanților Deci 2 ore

entalpia hidroxidului de sodiu

plus entalpia acidului sulfuric

să vedem acum și de ce este atât

de important să facem aceste calcule

și mai exact la ce ne ajută să

cunoaștem trental piei când o reacții

are loc iar entalpia se schimbă

acea căldură este transferată mai

concret spre formarea sau disocierea

unor Legături chimice atomii și

moleculele reacționează fie pentru

a mări energia pe pentru a micșora

iar acea energie este fi degajat

în mediu ia sorbită din mediu sub

formă de căldură în funcție de

tipul de reacție exotermă sau endotermic

folosind să vedem cât de multe

energie se află în legăturile chimice

Pentru a măsura o schimbare în

entalpie le folosim de calorimetrie

calorimetria este știința măsurării

căldurii degajate sau absorbite

în diferite fenomene fizico chimice

Iar pentru asta a se folosește

un mic aparat numit calorii mei

avem o reacție care are loc pentru

un bazin solar similar cu un termos

dacă vreți și cu un termometru

se măsoară cu cât de mult se schimbă

temperatura unui sistem chimic

sau fizic la presiune constantă

această variație de temperatură

este legată și de schimbare a Italiei

oamenii de știință au făcut foarte

multă măsurători calorimetrice

astfel încât folosind rezultatele

lor de chiar putem să prezicem

cât de multă căldură va produce

sau va consuma o anume reacție

chimică asta ne scutește de foarte

multe experimente practice care

ar costa destul de mult să nu mai

zicem de timpul pierdut inutil

acum Consiliul calcul pe hârtie

putem să facem astfel de previziuni

Cum anume putem face astfel de

calcule o vedea în lecțiile viitoare