Definición de Entalpía en Química y Física

La entalpía es una propiedad termodinámica de un sistema. Es la suma de la energía interna añadida al producto de la presión y el volumen del sistema. Refleja la capacidad de realizar trabajos no mecánicos y la capacidad de liberar calor.

La entalpía se denota como H; entalpía específica denotada como h. Las unidades comunes utilizadas para expresar la entalpía son el julio, la caloría o BTU (Unidad Térmica Británica).) La entalpía en un proceso de estrangulamiento es constante.

El cambio en la entalpía se calcula en lugar de la entalpía, en parte porque la entalpía total de un sistema no se puede medir, ya que es imposible conocer el punto cero. Sin embargo, es posible medir la diferencia de entalpía entre un estado y otro. El cambio de entalpía se puede calcular en condiciones de presión constante.

Revisión Química de los Cálculos de pOH

Un ejemplo es el de un bombero que está en una escalera, pero el humo ha oscurecido su visión del suelo. No puede ver cuántos peldaños hay debajo de él hasta el suelo, pero puede ver que hay tres peldaños hasta la ventana donde una persona necesita ser rescatada. De la misma manera, la entalpía total no se puede medir, pero el cambio en la entalpía (tres peldaños de escalera) sí.

Fórmulas de Entalpía

H = E + PV

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donde H es entalpía, E es energía interna del sistema, P es presión y V es volumen

d H = T d S + P d V

Datos del Samario - Sm o Elemento 62

¿Cuál es la Importancia de la Entalpía?

• Medir el cambio en la entalpía nos permite determinar si una reacción fue endotérmica (calor absorbido, cambio positivo en la entalpía) o exotérmica (calor liberado, un cambio negativo en la entalpía.)
• Se utiliza para calcular el calor de reacción de un proceso químico.
• El cambio en la entalpía se usa para medir el flujo de calor en calorimetría.
• Se mide para evaluar un proceso de estrangulamiento o expansión de Joule-Thomson.
• La entalpía se utiliza para calcular la potencia mínima de un compresor.
• El cambio de entalpía ocurre durante un cambio en el estado de la materia.
• Hay muchas otras aplicaciones de la entalpía en la ingeniería térmica.

Ejemplo de Cambio en el Cálculo de Entalpía

Puede usar el calor de fusión del hielo y el calor de vaporización del agua para calcular el cambio de entalpía cuando el hielo se derrite en un líquido y el líquido se convierte en vapor.

El calor de fusión del hielo es de 333 J / g (lo que significa que 333 J se absorbe cuando se derrite 1 gramo de hielo .) El calor de vaporización del agua líquida a 100 ° C es de 2257 J / g.

Parte A: Calcule el cambio de entalpía, ΔH, para estos dos procesos.

H₂O (s) → H₂O (l); ΔH=?
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH=?
Parte B: Usando los valores que calculaste, encuentra la cantidad de gramos de hielo que puedes derretir usando 0.800 kJ de calor.

Solución
A. Los calores de fusión y vaporización están en julios, por lo que lo primero que debe hacer es convertirlos a kilojulios. Usando la tabla periódica, sabemos que 1 mol de agua (H₂O) es 18,02 g. Por lo tanto:
fusión ΔH = 18,02 g x 333 J / 1 g
fusión ΔH = 6,00 x 10³ J
fusión ΔH = 6,00 kJ
vaporización ΔH = 18,02 g x 2257 J / 1 g
vaporización ΔH = 4,07 x 10⁴ J
vaporización ΔH = 40,7 kJ
Entonces, las reacciones termoquímicas completadas son:
H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = + 6,00 kJ
H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = + 40,7 kJ
B. Ahora sabemos que:
1 mol H₂O (s) = 18,02 g H₂O (s) ~ 6,00 kJ
Uso de este factor de conversión:
0,800 kJ x 18,02 g de hielo / 6,00 kJ = 2,40 g de hielo derretido

Respuesta

A. H₂O (s) → H₂O (l); ΔH = + 6,00 kJ

H₂O (l) → H₂O (g); ΔH = + 40,7 kJ

B. 2,40 g de hielo derretido