De ce este entalpia o proprietate extinsă? + Exemplu

În primul rând, o proprietate extinsă este una care depinde de cantitatea de material prezent. De exemplu, masa este o proprietate vastă, deoarece dacă dublezi cantitatea de material, masa se dublează. O proprietate intensă este una care nu depinde de cantitatea de material prezent. Exemple de proprietăți intensive sunt temperatura # T # și presiune # P #.

Entalpia este o măsură a conținutului de căldură, deci cu cât este mai mare masa oricărei substanțe, cu atât este mai mare cantitatea de căldură pe care o poate menține la o anumită temperatură și presiune.

Din punct de vedere tehnic, entalpia este definită ca fiind integrarea capacității termice la presiune constantă de la zero absolută la temperatura de interes, incluzând orice schimbări de fază. De exemplu, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (obiectivul "T_") C_PdT #

##################################################################################) ^ (Obiectivul "T_") C_PdT #

dacă presupunem că temperatura de interes este peste punctul de fierbere. Apoi, trecem prin #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "țintă" #.

Dacă două probe sunt identice la aceeași temperatură și presiune, cu excepția faptului că eșantionul B are de două ori masa probei A, atunci entalpia probei B este de două ori mai mare decât cea a probei A.

De aceea, valorile entalpiei sunt de obicei cotate ca J / mol sau kJ / mol. Dacă înmulțiți valoarea cotată cu numărul de moli de substanță, obțineți entalpia în J sau kJ.

Răspuns:

Entalpia prin definiție (unități de J) este o proprietate extensivă, deoarece este proporțională cu cantitatea de componente din sistem la îndemână. Cu toate acestea, este de asemenea o proprietate intensivă atunci când este cotată în kJ / mol sau kJ / kg.

Explicaţie:

entalpia, # H #, este definit ca

# H = U + pV #

# U = "energie internă" #

# P = "presiune" #

# V = "volumul" #

Cu toate acestea, nu putem măsura direct entalpia totală a unui sistem, astfel încât să putem măsura numai schimbările în entalpie.

O schimbare a entalpiei este căldura degajată sau absorbită la presiune constantă într-o anumită reacție / proces.

Această schimbare a entalpiei la presiune constantă este acum dată de

# ΔH = ΔU + pΔV #

Unitatea SI pentru o schimbare de entalpie este Joule (J), și depinde de cât de mult din componentele din sistem aveți. Cea mai mare parte din substanța (substanțele) pe care o aveți, cu atât mai multă căldură poate fi absorbită sau eliberată pentru o anumită modificare. De exemplu, vaporizarea a 100 g de apă ia dublul cantității de energie ca același proces pentru 50 g de apă. Aceasta face entalpia o proprietate extinsă.

Cu toate acestea, tabelele valorilor entalpiei sunt frecvent cotate ca entalpi molari (kJ / mol) și entalpi specifici (kJ / kg). Acestea sunt proprietăți intensive, deoarece ele iau deja în considerare cantitatea de componente (1 mol sau 1 kg).

Există mai multe tipuri diferite de modificări ale entalpiei, cum ar fi schimbările de fază, entalpii de reacție și așa mai departe. Acestea ar putea fi date în kJ sau kJ / mol. Ceea ce dictează dacă este o proprietate intensă sau extinsă.

Iată rațiunea mea prin exemplul și prin analogie. Rețineți că folosim kJ în loc de J, deoarece acesta este cel utilizat în mod obișnuit.

Pentru a evapora un mol de apă la 298 K

# ΔH = 44 "kJ" #

sau

# ΔH_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

Aceste două cantități sunt legate de expresie

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Modificarea entalpiei (# # AH) este extinsă, în timp ce entalpia molară a vaporizării (# ΔH_ "VAP" (H_2O) #) este intensă.

Acum, să aruncăm o privire asupra densității, care este o proprietate intensivă. Următoarele două ecuații sunt comparabile

# "Densitate" = "masă" / "volum" #

și

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Modificarea entalpiei pentru o anumită cantitate (n) este dată în kJ de

# ΔH = ΔH_ "vap" (H_2O) * n #

la fel cum masa este dată de un anumit volum de substanță

# "Masă" = "densitate" * "volum" #

Deci vezi

# "Densitate" - = ΔH_ "VAP" (H_2O) #

# "Masă" - = # AH

#"densitate"# și # ΔH_ "VAP" (H_2O) # sunt intensive, în timp ce #"masa"# și # # AH sunt extinse.