Entalpia
L'entalpia è un concetto usato nella scienza e nell'ingegneria quando il calore e il lavoro devono essere calcolati. Il nome deriva dalla parola greca "enthalpos" (ενθαλπος), che significa "mettere il calore in". L'idea e la parola furono inventate dalla scienziata olandese Heike Kamerlingh Onnes nel 1909.
Quando una sostanza cambia a pressione costante, l'entalpia dice quanto calore e lavoro è stato aggiunto o rimosso dalla sostanza.
L'entalpia è simile all'energia, ma non è la stessa cosa. Quando una sostanza cresce o si restringe, l'energia viene consumata o rilasciata. L'entalpia tiene conto di questa energia. Per questo motivo, gli scienziati spesso calcolano il cambiamento di entalpia, piuttosto che il cambiamento di energia.
Consideriamo un sistema contenente una quantità fissa di gas. Qualsiasi energia termica che entra nel sistema:
1) Aumentare l'energia interna del gas
o
2) Porta a fare del lavoro per espandere il sistema. Il lavoro fatto è il prodotto delle pressioni e del volume. L'entalpia tiene conto di entrambi questi fattori, quindi:
Entalpia e reazioni chimiche
Quando avviene una reazione chimica, una sostanza può diventare più calda o più fredda. Di conseguenza, il calore fluirà verso le cose intorno ad essa, o dalle cose intorno ad essa, fino a quando la sua temperatura sarà di nuovo la stessa. Se la pressione rimane la stessa, questa quantità di calore dice quanto è cambiata l'entalpia.
Per esempio, se la benzina viene bruciata all'aria aperta, il calore viene rilasciato dalla benzina. Se supponiamo che siano stati rilasciati 100 kilojoule di calore, allora l'entalpia della benzina si è ridotta di 100 kilojoule. Quindi il cambiamento di entalpia per questa reazione è stato ∆H = -100 kJ.
Se una reazione chimica emette calore (riscaldando l'ambiente circostante), allora si dice che l'entalpia della reazione è diminuita. Il valore di ∆H è negativo. Questo tipo di reazione, come l'esempio precedente, si chiama esotermica.
Se una reazione chimica assorbe calore (raffreddando l'ambiente circostante), allora l'entalpia della reazione è aumentata. Il valore di ∆H è positivo. Questa è chiamata una reazione endotermica.
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Domande e risposte
D: Cos'è l'entalpia?
R: L'entalpia è un concetto utilizzato in ambito scientifico e ingegneristico per calcolare il calore e il lavoro di una sostanza.
D: Da dove deriva il nome "entalpia"?
R: Il nome "entalpia" deriva dalla parola greca "enthalpos" (ενθαλπος), che significa "immettere calore".
D: Chi ha inventato l'idea e la parola "entalpia"?
R: La scienziata olandese Heike Kamerlingh Onnes ha inventato l'idea e la parola "entalpia" nel 1909.
D: Che rapporto ha l'entalpia con l'energia?
R: L'entalpia rappresenta l'energia utilizzata o rilasciata quando una sostanza cresce o si riduce, ma non è la stessa cosa dell'energia.
D: Perché gli scienziati spesso calcolano la variazione di entalpia piuttosto che la variazione di energia?
R: Gli scienziati calcolano spesso la variazione di entalpia perché tiene conto dell'energia utilizzata o rilasciata quando una sostanza cambia dimensione.
D: Cosa succede quando l'energia termica entra in un sistema contenente una quantità fissa di gas?
R: Quando l'energia termica entra in un sistema contenente una quantità fissa di gas, può aumentare l'energia interna del gas o portare ad un lavoro di espansione del sistema.
D: In che modo l'entalpia tiene conto dei fattori pressione e volume?
R: L'entalpia tiene conto dei fattori di pressione e volume considerando il lavoro svolto, che è il prodotto di pressione e volume.
