Entalpia Específica vs Entalpia
Entalpia é um conceito fundamental em termodinâmica que mede o conteúdo total de calor de um sistema. É frequentemente usado para descrever as mudanças de energia que ocorrem durante reações químicas ou transições de fase. No entanto, existe outro termo intimamente relacionado à entalpia conhecida como entalpia específica. Enquanto ambos os termos são usados para quantificar mudanças de energia, eles têm diferenças distintas in suas definições e aplicações. Em Este artigo, vamos explorar as diferenças entre entalpia específica e entalpia, e entender como elas são usadas em vários campos da ciência e da engenharia. Então, vamos mergulhar e desvendar os mistérios atrás Estes dois conceitos importantes em termodinâmica.
Principais lições
- A entalpia é uma propriedade termodinâmica que representa o conteúdo total de calor de um sistema, enquanto a entalpia específica é a entalpia por unidade de massa de uma substância.
- A entalpia específica é útil em aplicações de engenharia como permite cálculos mais precisos e comparações entre substâncias diferentes.
- A entalpia é normalmente medida em unidades de energia, como joules ou calorias, enquanto a entalpia específica é medida em unidades de energia por unidade de massa, como joules por quilograma.
- A entalpia específica de uma substância pode ser calculada dividindo a entalpia pela massa da substância.
- Tanto entalpia e entalpia específica são conceitos importantes em termodinâmica e são usados para analisar e projetar vários processos e sistemas.
Entalpia vs Entalpia Específica
Entalpia: Definição e Componentes (Energia Interna e Trabalho Pressão-Volume)
A entalpia é um conceito fundamental em termodinâmica que nos ajuda a compreender a Conteúdo energético de um sistema. É denotado por o símbolo "H” e é definido como a soma of a energia interna (U) e o produto de pressão (P) e volume (V) do sistema. Em outras palavras, a entalpia é responsável por ambos o calor energia e o trabalho realizado pelo sistema.
A energia interna representa a energia total armazenada no sistema, incluindo as energias cinética e potencial of suas partículas. Por outro lado, a pressão-volume de trabalho contabiliza a energia transferida para ou do sistema devido a mudanças na seu volume para pressão constante.
Entalpia Específica: Definição como Entalpia por Unidade de Massa
Entalpia específica, denotada como “h”, é a entalpia por unidade de massa de uma substância. É obtido dividindo a entalpia (H) do sistema por sua massa (m). A entalpia específica nos permite analisar a Conteúdo energético de uma substância por unidade de massa, o que é particularmente útil em engenharia e cálculos termodinâmicos.
Ao expressar a entalpia em termos de massa, a entalpia específica permite-nos comparar o Conteúdo energético of substâncias diferentes or quantidades diferentes of a mesma substância.
Comparação entre Entalpia e Entalpia Específica
A principal diferença entre entalpia e entalpia específica reside em suas unidades e o Caminho eles são usados. Entalpia é uma extensa propriedade, o que significa que depende de o tamanho ou quantidade do sistema. Por outro lado, a entalpia específica é uma propriedade intensiva, que permanece constante independentemente de o tamanho do sistema.
A entalpia nos permite analisar o total Conteúdo energético de um sistema, tendo em conta tanto a energia interna e o trabalho realizado. É comumente usado em cálculos termodinâmicos, como determinar que o transferência de calor em reações químicas ou mudanças de fase.
A entalpia específica, por outro lado, fornece uma análise mais detalhada considerando o Conteúdo energético por unidade de massa. É particularmente útil em aplicações de engenharia, como calcular a energia necessária para aquecimento ou resfriamento uma massa específica de uma substância.
Unidades de medida para entalpia e entalpia específica
A entalpia é normalmente medida em unidades de energia, como joules (J) ou calorias (cal). A unidade SI pois a entalpia é joule, enquanto a caloria é comumente usado em o campo de Química.
A entalpia específica é expressa em as mesmas unidades como entalpia, mas dividida pela massa. Portanto, as unidades para entalpia específica são joules por quilograma (J/kg) ou calorias por grama (cal/g).
Para resumir, entalpia e entalpia específica são ambas conceitos importantes em termodinâmica. A entalpia fornece uma análise abrangente da Conteúdo energético de um sistema, enquanto a entalpia específica permite um exame mais detalhado por unidade de massa. Entendimento esses conceitos é crucial para engenheiros, cientistas e qualquer pessoa que trabalhe com sistemas de energia.
Entalpia Específica do Sistema de Água a Vapor
A entalpia específica de um sistema de água a vapor is uma propriedade termodinâmica crucial que nos ajuda a entender o Conteúdo energético do sistema. É definido como a quantidade de energia térmica por unidade de massa de uma substância e desempenha um papel significativo em vários aplicações de engenharia, particularmente em o campo de termodinâmica.
Valores específicos de entalpia para vaporização e saturação de água
Quando a água sofre uma mudança de fase de um líquido para um estado de vapor, requer uma certa quantidade de energia. esta energia é conhecida como entalpia específica de vaporização. Representa o calor energia necessária para converter uma unidade de massa de água líquida em vapor em uma determinada temperatura e pressão.
Da mesma forma, a entalpia específica de saturação refere-se à Conteúdo energético de água quando ela existe em um estado saturado. em este estado, a água está em o ponto de ebulição correspondente a uma pressão específica. A entalpia específica de saturação é a soma da entalpia específica da água líquida e da entalpia específica da vaporização.
Cálculo da Entalpia Específica para Vapor Saturado à Pressão Atmosférica
Para calcular a entalpia específica do vapor saturado à pressão atmosférica, precisamos considerar a entalpia específica da água líquida e a entalpia específica da vaporização. A entalpia específica da água líquida pode ser determinada usando tabelas ou equações baseadas na temperatura. A entalpia específica de vaporização também pode ser obtida a partir de tabelas ou correlações.
Ao adicionar a entalpia específica da água líquida e a entalpia específica da vaporização, podemos determinar a entalpia específica do vapor saturado à pressão atmosférica. Este valor representa o Conteúdo energético de vapor em seu estado saturado.
Aumento da entalpia específica com a pressão do sistema
As a pressão of um sistema de água a vapor aumenta, a entalpia específica também aumenta. Isto é porque pressões mais altas requerer mais energia para converter água em vapor. A entalpia específica do vapor em uma dada pressão é maior do que à pressão atmosférica devido a a energia adicional necessário para vaporização.
O aumento em entalpia específica com pressão do sistema is uma consideração importante in vários processos industriais, como geração de energia e máquinas movidas a vapor. Compreensão o relacionamento entre pressão e entalpia específica permite que os engenheiros projetem sistemas eficientes e otimizar uso de energia.
Cálculo da Entalpia Específica para Vapor Superaquecido
Vapor superaquecido refere-se ao vapor que foi aquecido além seu ponto de saturação. Para calcular a entalpia específica para vapor superaquecido, precisamos considerar a entalpia específica do vapor saturado e a entalpia específica do superaquecimento.
A entalpia específica do vapor saturado pode ser determinada conforme mencionado anteriormente. A entalpia específica de superaquecimento representa a energia adicional necessário para aquecer o vapor para além seu ponto de saturação. Este valor pode ser obtido a partir de tabelas ou correlações baseadas na temperatura e pressão do vapor superaquecido.
Adicionando a entalpia específica do vapor saturado e a entalpia específica do superaquecimento, podemos determinar a entalpia específica do vapor superaquecido. Este valor representa o total Conteúdo energético de vapor em seu estado superaquecido.
Entalpia Molar vs Entalpia Específica
Definição de Entalpia Molar e Entalpia Específica
Entalpia é um conceito fundamental em termodinâmica que mede a energia total de um sistema. É denotado por o símbolo "H”E é frequentemente usado para descrever transferência de calor e mudanças de energia em reações químicas. A entalpia molar e a entalpia específica são dois conceitos relacionados, mas distintos que são comumente usados em contextos diferentes.
A entalpia molar, também conhecida como capacidade de calor molar, é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um mol de uma substância em um grau Celsius. É representado por o símbolo “Cp” e tem unidades de joules por mol por grau Celsius (J/mol·°C). A entalpia molar leva em consideração a massa da substância e é usada para calcular a variação de entalpia nas reações.
Por outro lado, a entalpia específica, também conhecida como calor específico capacidade, é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um grau Celsius. É representado por o símbolo “cp” e tem unidades de joules por quilograma por grau Celsius (J/kg·°C). A entalpia específica é usada para cálculos de equilíbrio térmico em engenharia e é independente da massa da substância.
Diferenças entre entalpia molar e entalpia específica
A principal diferença entre a entalpia molar e a entalpia específica reside em as unidades de medição e a quantidade sendo considerado. A entalpia molar é expressa em termos de moles de uma substância, enquanto a entalpia específica é expressa em termos de quilogramas de uma substância.
A entalpia molar leva em consideração a massa da substância e é usada para calcular a variação de entalpia nas reações. É particularmente útil em reações químicas onde as quantidades envolvidos são frequentemente medidos em moles. A entalpia específica, por outro lado, é usada para cálculos de balanço térmico em engenharia, onde o foco está na energia necessária para aquecer ou resfriar uma dada massa de uma substância.
Entalpia Molar usada para calcular a mudança de entalpia nas reações
A entalpia molar é comumente usada em reações químicas para calcular a mudança de entalpia, também conhecida como o calor de reação. A mudança de entalpia é a diferença de entalpia entre o produtose os reagentes em uma reação química. Ao saber as entalpias molares dos reagentes e produtos, é possível calcular a mudança de entalpia usando o princípio de conservação de energia.
Por exemplo, na combustão do metano (CH4), a entalpia molar do metano é -890.3 kJ/mol, e a entalpia molar do dióxido de carbono (CO2) é -393.5 kJ/mol. Subtraindo a entalpia molar dos reagentes da entalpia molar de o produtos, a mudança de entalpia da reação pode ser determinada.
Entalpia específica usada para cálculos de balanço de calor em engenharia
A entalpia específica é amplamente utilizada em engenharia para cálculos de balanço de calor. Cálculos de equilíbrio de calor envolvem a determinação da quantidade de energia térmica necessária para aquecer ou resfriar uma dada massa de uma substância. A entalpia específica permite que os engenheiros calculem os requisitos de energia para diversos processos, como aquecendo agua ou ar de resfriamento.
Por exemplo, em HVAC (Aquecimento, Ventilação e Sistemas de ar condicionado), a entalpia específica é usada para calcular a energia necessária para aquecer ou resfriar o ar à medida que ele flui pelo sistema. Conhecendo a entalpia específica de o ar que entra e sai, os engenheiros podem determinar a quantidade de energia necessária para atingir a mudança de temperatura desejada.
Unidades de medida para Entalpia Molar e Entalpia Específica
A entalpia molar é medida em joules por mol por grau Celsius (J/mol·°C), enquanto a entalpia específica é medida em joules por quilograma por grau Celsius (J/kg·°C). Essas unidades refletir as diferentes quantidades sendo considerado – toupeiras para entalpia molar e quilogramas para entalpia específica.
Cálculo da variação total de entalpia usando Entalpia Molar e Entalpia Específica
Calcular a variação total de entalpia em um sistema, ambos entalpia molar e entalpia específica pode ser usada. A entalpia molar é usado para determinar a mudança de entalpia em o nível molecular, enquanto a entalpia específica é usada para determinar a mudança de entalpia em o nível de massa.
A mudança total de entalpia pode ser calculado multiplicando a entalpia molar por o número de mols envolvidos na reação e adicioná-los a o produto da entalpia específica e da massa da substância. Isto permite um entendimento abrangente das mudanças de energia que ocorrem em um sistema.
Diferentes tipos de mudança de entalpia
Mudança de entalpia refere-se à quantidade de energia térmica transferida durante uma reação química ou processo físico. tem Vários tipos das mudanças de entalpia que ocorrem em diferentes cenários. Vamos explorar alguns dos os tipos mais comuns de mudanças de entalpia.
Explicação de vários tipos de alterações de entalpia
Entalpia de reação: A mudança de entalpia associada a uma reação química é conhecida como entalpia de reação. Representa a diferença de entalpia entre o produtose os reagentes. Este valor pode ser positivo ou negativo, dependendo se a reação é exotérmica (libera calor) ou endotérmico (absorve calor).
Entalpia de Combustão: A mudança de entalpia que ocorre durante a combustão de uma substância é chamada de entalpia de combustão. Ele mede o calor energia liberada quando uma substância reage com o oxigênio para formar dióxido de carbono e água.
Entalpia de Formação: A mudança de entalpia quando um mol de um composto é formado a partir de seus elementos constituintes em seus estados padrão é conhecida como entalpia de formação. Ele fornece informações sobre a estabilidade e Conteúdo energético of o composto.
Entalpia de Neutralização: A mudança de entalpia que ocorre quando um ácido reage com com base para formar um sal e a água é chamada de entalpia de neutralização. Representa o calor energia liberada ou absorvida durante o processo de neutralização.
Entalpia da Solução: A mudança de entalpia associada a a dissolução de um soluto em um solvente é conhecido como entalpia de solução. Ele mede o calor energia liberada ou absorvida quando um soluto se dissolve para formar uma solução.
Entalpia de Fusão: A mudança de entalpia quando uma substância passa de sólida para um estado líquido at seu ponto de fusão é chamada de entalpia de fusão. Representa o calor energia necessária para superar as forças intermoleculares que mantêm o sólido junto.
Entalpia de Sublimação: A mudança de entalpia quando uma substância muda diretamente de um sólido para gásestado eoso sem passar por o liquido estado é conhecida como entalpia de sublimação. Ele mede o calor energia necessária para superar as forças segurando o sólido junto e convertê-lo em gás.
Entalpia de vaporização: A mudança de entalpia quando uma substância passa de líquido para gásestado eous em seu ponto de ebulição é chamada de entalpia de vaporização. Representa o calor energia necessária para superar as forças intermoleculares que mantêm o liquido juntos.
Entalpia de mistura: A mudança de entalpia que ocorre quando duas ou mais substâncias são misturadas é conhecida como entalpia de mistura. Ele mede o calor energia liberada ou absorvida durante o processo de mistura.
Ao entender esses diferentes tipos de mudanças de entalpia, podemos obter insights sobre as transformações de energia que ocorrem durante reações químicas e processo físicoes. Esses valores desempenham um papel crucial em vários estudos científicos e aplicações de engenharia, como projetar eficiente sistemas de energia e compreensão a termodinâmica de reações químicas.
Entalpia Favorável
A entalpia é um conceito fundamental em termodinâmica que nos ajuda a compreender as mudanças de energia que ocorrem durante as reações químicas. Desempenha um papel crucial na determinação se uma reação é favorável ou não. Em Esta seção, vamos explorar o relacionamento entre mudança de entalpia e favorabilidade da reação, bem como apresentar o conceito de energia livre de Gibbs.
Favorabilidade de uma reação baseada na mudança de entalpia
A mudança de entalpia de uma reação, muitas vezes denotada como ΔH, é uma medida do calor energia absorvida ou liberado durante uma reação química. Representa a diferença de entalpia entre os produtos e os reagentes. Ao analisar o sinal e a magnitude de ΔH, podemos determinar se uma reação é exotérmica ou endotérmica.
Uma reação exotérmica libera energia térmica para os arredores, Resultando numa um valor ΔH negativo. Por outro lado, uma reação endotérmica absorve energia térmica de os arredores, levando a um valor ΔH positivo. A magnitude de ΔH indica a quantidade de energia térmica envolvida na reação.
Relação entre mudança de entalpia e mudança de entropia
A entropia, denotada como ΔS, é uma medida de a desordem ou aleatoriedade em um sistema. Isso explica o número de maneiras pelas quais as partículas de um sistema pode ser organizado. Um valor ΔS positivo indicam um aumento em desordem, enquanto um valor ΔS negativo sugere uma diminuição Em desordem.
O relacionamento entre a mudança de entalpia (ΔH) e a mudança de entropia (ΔS) é descrita por a equação:
ΔG = ΔH – TΔS
onde ΔG é a variação de energia livre de Gibbs e T é a temperatura em Kelvin. A variação de energia livre de Gibbs determina a espontaneidade de uma reação. Se ΔG for negativo, a reação é espontânea e favorável. Se ΔG for positivo, a reação é não espontânea e desfavorável. Se ΔG for zero, a reação está em equilíbrio.
A energia livre de Gibbs (ΔG) é um potencial termodinâmico que combina os efeitos de mudança de entalpia (ΔH) e mudança de entropia (ΔS) para determinar a espontaneidade de uma reação. Ele fornece um entendimento mais abrangente de favorabilidade da reação em comparação com a entalpia sozinha.
A equação ΔG = ΔH – TΔS nos diz que para uma reação ser favorável, a mudança de entalpia deve ser negativa (exotérmica) e a mudança de entropia deve ser positivo (aumento da desordem). No entanto, a temperatura também desempenha um papel crucial. No Baixas temperaturas, uma variação de entalpia negativa domina, tornando a reação favorável. No temperaturas altas, uma variação de entropia positiva domina, tornando a reação favorável.
Perguntas Frequentes
1. Por que os valores de entalpia são diferentes?
valores de entalpia pode variar dependendo o processo específico ou reação sendo considerada. Fatores como temperatura, pressão e a presença of outras substâncias pode influenciar a entalpia de um sistema, levando a diferenças na os valores medidos.
2. A entalpia é igual ao calor específico?
Não, entalpia e calor específico e guarante que os mesmos estão propriedades diferentes. Entalpia é uma medida da energia total de um sistema, incluindo tanto sua energia interna quanto o trabalho realizado sobre ou pelo sistema. Calor específico, por outro lado, é uma medida da quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em uma certa quantidade.
3. Qual é a diferença entre capacidade térmica específica e entalpia?
Calor específico capacidade refere-se à quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em uma certa quantidade. A entalpia, por outro lado, é uma medida da energia total de um sistema, incluindo tanto a sua energia interna como o trabalho realizado sobre ou pelo sistema. Enquanto calor específico capacidade is uma propriedade de uma substância, a entalpia é uma propriedade de um sistema.
4. Por que a entalpia experimental é superior ao valor teórico?
Pode haver várias razões para a entalpia experimental ser superior a o valor teórico. Erros experimentais, reações incompletas, reações colaterais, e impurezas nos reagentes podem contribuir para o desvio entre os valores de entalpia experimentais e teóricos.
5. Qual é a diferença entre entalpia padrão e entalpia?
Entalpia padrão refere-se à mudança de entalpia que ocorre sob condições padrão, que normalmente incluem uma temperatura de 25°C e uma pressão of 1 bar. A entalpia, por outro lado, é um termo mais geral que se refere à energia total de um sistema, incluindo tanto sua energia interna quanto o trabalho realizado no sistema ou pelo sistema.
6. O que é entalpia específica?
Entalpia específica é a entalpia por unidade de massa de uma substância. É uma medida da energia total de uma unidade de massa de uma substância, incluindo tanto a sua energia interna como o trabalho realizado sobre ou pela substância.
7. Qual é a diferença entre variação de entalpia e variação de entalpia padrão?
Mudança de entalpia refere-se à diferença de entalpia entre os reagentes e o produtoestá em uma reação química. Pode ser positivo (endotérmico) ou negativo (exotérmico). Entalpia padrão mudança, por outro lado, refere-se à mudança de entalpia que ocorre sob condições padrão, normalmente em uma temperatura de 25°C e uma pressão of 1 bar.
8. Qual é a diferença entre entalpia específica e entalpia?
A entalpia específica refere-se à entalpia por unidade de massa de uma substância, enquanto a entalpia é um termo mais geral que se refere à energia total de um sistema. A entalpia específica leva em consideração a massa da substância, enquanto a entalpia não.
9. Qual é a diferença entre entalpia de formação e entalpia de reação?
Entalpia de formação refere-se à mudança de entalpia que ocorre quando um mol de um composto é formado a partir de seus elementos constituintes em seus estados padrão. A entalpia de reação, por outro lado, refere-se à mudança de entalpia que ocorre em uma reação química, independentemente de a formação of novos compostos.
10. Qual é a diferença entre entalpia de mistura e entalpia de solução?
Entalpia de mistura refere-se à mudança de entalpia que ocorre quando duas ou mais substâncias são combinadas para formar uma mistura. A entalpia da solução, por outro lado, refere-se à mudança de entalpia que ocorre quando um soluto é dissolvido em um solvente para formar uma solução.
Eu sou Sangeeta Das. Concluí meu mestrado em Engenharia Mecânica com especialização em Motores IC e Automóveis. Tenho cerca de dez anos de experiência abrangendo indústria e academia. Minha área de interesse inclui Motores IC, Aerodinâmica e Mecânica dos Fluidos. Você pode me encontrar em
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