Entalpy sy Fiovan'ny Entalpy
Fampidirana ny Entalpie
Ny entalpi dia foto-kevitra termodinamika manan-danja amin'ny simia sy fizika. Ny teny hoe entalpi dia avy amin'ny teny grika tranainy midika hoe "manafana ao anatiny" (en midika hoe "ao anatin'ny" ary thalpein midika hoe "manafana"). Nampidirin'ilay mpahay fizika holandey Heike Kamerlingh Onnes voalohany io foto-kevitra io tamin'ny fiandohan'ny taonjato faha-20. Raha lazaina amin'ny teny tsotra, ny entalpi dia mamaritra ny habetsaky ny angovo ao anatin'ny rafitra iray afaka manao asa amin'ny tsindry tsy miova.
Ara-matematika, ny entalpie (H) dia aseho toy izao:
\[ H = U + PV \]
AIZA
– \( H \) dia ny entalpie,
– \( U \) dia ny angovo anatiny ao amin'ny rafitra,
– \( P \) ny tsindry, ary
– \( V \) ny volume.
Toetra mivelatra ny entalpie, midika izany fa miankina amin'ny habetsahan'ny zavatra ao amin'ny rafitra ny lanjany. Tena zava-dehibe amin'ny dingana termodinamika sy ny fihetsika simika izany satria ny fiovan'ny entalpie dia azo ampiasaina hamaritana ny habetsaky ny angovo avoaka na voaray ao anatin'ny dingana iray.
Ny anjara asan'ny Entalpy amin'ny fihetsika simika
Mandritra ny fihetsika simika, tapaka ary miova ny fifamatorana simika eo amin'ny atôma sy ny molekiola. Ity dingana ity dia misy fiovan'ny angovo izay azo avoaka na raisin'ny rafitra. Matetika io angovo io dia refesina amin'ny fiovan'ny entalpie (\( \Delta H \)).
Raha ratsy ny fiovan'ny entalpie (\( \Delta H < 0 \)), dia exothermic ny fihetsiketsehana, midika izany fa mamoaka angovo ho an'ny manodidina. Ohatra mahazatra amin'ny fihetsiketsehana exothermic ny fandoroana, izay ifandraisan'ny solika amin'ny oksizenina mba hamokarana hafanana sy hazavana.
Mifanohitra amin'izany kosa, raha tsara ny fiovan'ny entalpie (\( \Delta H > 0 \)), dia endothermika ny fihetsika, midika izany fa mandray angovo avy amin'ny tontolo iainana izy. Ohatra iray amin'ny fihetsika endothermika ny photosynthesis, izay andraisan'ny zavamaniry ny angovon'ny masoandro mba hanovana ny gazy karbonika sy ny rano ho gliokaozy sy oksizenina.Fikajiana ny Fiovan'ny Enthalpy
Mba hikajiana ny fiovan'ny entalpie amin'ny fihetsika simika, matetika isika mampiasa angon-drakitra kalorimetrika na ny lalàn'i Hess. Ny fiovan'ny entalpie mahazatra (\( \Delta H^\circ \)) dia ny fiovan'ny entalpie amin'ny fihetsika izay mitranga amin'ny tsindry 1 atm sy mari-pana manokana (matetika 25°C na 298 K).
Angon-drakitra momba ny kalorimetria
Fomba fanandramana ampiasaina handrefesana ny habetsaky ny hafanana tafiditra amin'ny fihetsika simika ny kalorimetria. Antsoina hoe kalorimetatra ny fitaovana ampiasaina amin'ity fanandramana ity. Amin'ny fampiasana kalorimetatra, dia afaka mandrefy ny fiovan'ny mari-pana mitranga mandritra ny fihetsika isika, izay azo ovaina ho fiovan'ny entalpia.
Lalàn'i Hess
Milaza ny Lalàn'i Hess fa ny fiovan'ny entalpie manontolo amin'ny fihetsiketsehana simika dia tsy miankina amin'ny lalana alehany, fa miankina amin'ny toetry ny voalohany sy farany ihany. Midika izany fa afaka mampiasa angon-drakitra fantatra avy amin'ny dingana samihafa amin'ny fihetsiketsehana isika mba hikajiana ny fiovan'ny entalpie manontolo. Ohatra, raha azo zaraina ho dingana kely kokoa maromaro miaraka amin'ny fiovan'ny entalpie fantatra ny fihetsiketsehana iray, dia afaka mampivondrona ny entalpie amin'ny dingana tsirairay isika mba hahitana ny fiovan'ny entalpie manontolo.
Azo aseho amin'ny fomba tsotra ny lalàn'i Hess:
\[ \Delta H_{\text{total}} = \sum \Delta H_{\text{reaction}} \]
Fampiharana ny Enthalpy amin'ny indostria
Tena ilaina amin'ny indostria isan-karazany ny foto-kevitra momba ny entalpie sy ny fiovan'ny entalpie, indrindra fa ireo mifandraika amin'ny angovo sy ny simika. Ireto misy fampiharana manan-danja sasany:
Indostrian'ny Angovo
Ao amin'ny indostrian'ny famokarana angovo, na solika fôsily, angovo nokleary, na angovo azo havaozina, ny fahombiazan'ny rafitra dia miankina betsaka amin'ny entalpie. Ohatra, ao amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra etona, ny fahombiazan'ny thermodynamic dia voafaritry ny fahasamihafan'ny entalpie eo amin'ny fidirana (matetika ranoka) sy ny vokatra (etona mafana be). Ny fanatsarana ity fiovan'ny entalpie ity dia afaka manatsara ny fahombiazan'ny angovo amin'ny ankapobeny.
Industri Kimia
Ao amin'ny indostrian'ny simika, ny fahatakarana ny fiovan'ny entalpie dia tena ilaina amin'ny famolavolana dingana mahomby sy ny fanaraha-maso ny fihetsika eksotermika na endotermika. Ohatra, amin'ny famokarana amoniaka amin'ny alàlan'ny dingana Haber, ny fiovan'ny entalpie dia ampiasaina mba haminavina sy hifehezana ny fepetran'ny fihetsika mba hahazoana vokatra tsara indrindra.
Indostrian'ny sakafo sy fanafody
Ao amin'ny indostrian'ny sakafo sy fanafody, ny fiovan'ny entalpie dia ampiasaina hamolavolana sy hanatsarana ny dingana toy ny pasteurization, sterilization ary fanamainana. Ireo dingana ireo matetika dia mitaky fanaraha-maso hentitra ny mari-pana mba hahazoana antoka ny fiarovana sy ny kalitaon'ny vokatra, noho izany dia tena ilaina ny fahatakarana tsara ny fiovan'ny entalpie.
Fianarana tranga: Fiovan'ny Entalpy ao amin'ny dingana Haber
Ohatra tsara dia tsara amin'ny fomba fampiasana ny fiovan'ny entalpie amin'ny indostrian'ny simika ny dingana Haber. Ampiasaina hamokarana amoniaka (\( NH_3 \)) avy amin'ny azota (\( N_2 \)) sy hidrôzenina (\( H_2 \)).
Ireto avy ireo fihetsika simika mitranga:
N_2 (g) + 3 H_2 (g) 2 NH_3 (g)
Ity fihetsika ity dia exothermic miaraka amin'ny fiovan'ny enthalpy mahazatra eo amin'ny \( \Delta H = -92.4 \, \text{kJ/mol} \). Noho ny fahafantarana fa mamoaka angovo ity fihetsika ity, dia afaka mamolavola ny reactor ny injeniera simika mba handrindrana ny hafanana avoaka sy hampitomboana ny vokatra amoniaka.
Famaranana
Ny entalpie sy ny fiovan'ny entalpie dia foto-kevitra fototra amin'ny termodinamika sy simia izay manampy antsika hahatakatra sy hifehy ny angovo ao anaty rafitra iray. Manomboka amin'ny fihetsika simika tsotra ka hatramin'ny dingana indostrialy sarotra, ny fiovan'ny entalpie dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fahombiazan'ny angovo sy ny fahombiazany. Amin'ny alàlan'ny fahatakarana sy fampiharana ireo foto-kevitra ireo, dia afaka mamolavola dingana tsara kokoa, mahomby kokoa ary sariaka kokoa amin'ny tontolo iainana amin'ny indostria isan-karazany isika.
