Was ist die Enthalpieänderung für einen isothermen Prozess?

Was ist die Enthalpieänderung für einen isothermen Prozess?
Anonim

#DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) ((delH) / (delP)) _ TdP = int_ (P_1) ^ (P_2) V - T ((delV) / (delT)) _ PdP #

Entscheiden Sie jetzt, welches Gasgesetz verwendet werden soll oder was #Alpha# entspricht Ihrer Substanz.

Nun, aus der Gesamtdifferenz bei konstanter Temperatur,

#dH = Abbrechen (((delH) / (delT)) _ PdT) ^ (0) + ((delH) / (delP)) _ TdP #,

so durch Definition von Integralen und Derivaten,

#DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) ((delH) / (delP)) _ TdP # # "" bb ((1)) #

Die natürlichen Variablen sind # T # und # P #, die in der Gibbs-Maxwell-Beziehung für freie Energie angegeben sind.

#dG = -SdT + VdP ## "" bb ((2)) #

Dies hängt natürlich auch mit der bekannten isothermen Gibbs-Beziehung zusammen

#dG = dH - TdS ## "" bb ((3)) #

Unterscheidung #(3)# bei konstanter Temperatur

# ((delG) / (delP)) _ T = ((delH) / (delP)) _ T - T ((delS) / (delP)) _ T #

Von #(2)#,

# ((delG) / (delP)) _ T = V #

und auch von #(2)#,

# ((delS) / (delP)) _ T = - ((delV) / (delT)) _ P #

denn die freie Energie der Gibbs ist eine Staatsfunktion und ihre Ableitungen müssen gleich sein. Also von #(3)# wir bekommen

#V = ((delH) / (delP)) _ T + T ((delV) / (delT)) _ P #

oder wir gehen also zurück zu #(1)# bekommen:

#barul | stackrel ("") ("") DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) ((delH) / (delP)) _TdP = int_ (P_1) ^ (P_2) V - T ((delV) / (delT))) _ PdP "") | #

Was bleibt, ist der letzte Begriff für Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe zu unterscheiden …

Gase

Verwenden Sie das Gasgesetz, das Sie suchen möchten. Wenn aus irgendeinem Grund Ihr Gas ideal ist, dann

# ((delV) / (delT)) _ P = (nR) / P #

und das heißt nur

# ((delH) / (delP)) _ T = V - (nRT) / P #

# = V - V = 0 #

das sagt das ideale Gase haben nur in Abhängigkeit von der Temperatur eine Änderung der Enthalpie. Man würde bekommen

#color (blau) (DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) 0 dP = 0) #.

Nicht sehr interessant

Natürlich, wenn dein Gas ist nicht Ideal, das stimmt nicht unbedingt.

FLÜSSIGKEITEN UND FESTSTOFFE

Diese Daten sind als tabellarisch aufgeführt volumetrische thermische Ausdehnungskoeffizienten #Alpha#,

#alpha = 1 / V ((delV) / (delT)) _ P #

bei VERSCHIEDENEN Temperaturen für VERSCHIEDENE kondensierte Phasen. Einige Beispiele bei # 20 ^ @ "C" #:

  • #alpha_ (H_2O) = 2,07 xx 10 ^ (-4) K (^ 1) #
  • #alpha_ (Au) = 4,2 x x 10 ^ (-5) "K" ^ (-1) # (weil das wirklich nützlich ist, richtig?)
  • #alpha_ (EtOH) = 7,50 x x 10 ^ (- 4) K (^ 1) #
  • #alpha_ (Pb) = 8,7 x x 10 ^ (-5) K (^ 1) #

In diesem Fall,

# ((delH) / (delP)) _ T = V - TValpha #

# = V (1 - Talpha) #

Somit,

#Farbe (blau) (DeltaH = int_ (P_1) ^ (P_2) V (1 - Talpha) dP ~~ V (1 - Talpha) DeltaP) #

da Flüssigkeiten und Feststoffe sehr inkompressibel sind und eine große Druckänderung erfordern.