Hàm trạng thái là gì

Trong nhiệt động học và hóa học phân tử, Entanpi (tiếng Anh: Enthalpy từ tiếng Hy Lạp enthalpos (ἔνθαλπος), thường ký hiệu là H) - Đối với một hệ nhiệt động có thể trao đổi nhiệt và công với môi trường xung quanh, entanpi H được hiểu là tổng của nội năng U với tích giữa áp suất p và thể tích V. Khi đó, ta có H = U + pV.

Nói khác đi, Entanpi là nhiệt lượng mà hệ trao đổi trong quá trình đẳng áp. Entanpi là một hàm trạng thái nhiệt động của hệ nhiệt động, có thứ nguyên của năng lượng (J, kJ, cal, kcal).

Từ 'enthalpy' cấu thành từ tiền tố 'en',có nghĩa là 'cho vào, đưa vào', và từ '-thalpein',trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là 'nhiệt'.

Biến thiên Entanpi (hay còn gọi là Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học), ký hiệu là ΔH, chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào trạng thái trung gian.

Δ H = H 2 − H 1 {\displaystyle \Delta H=H_{2}-H_{1}}  

Đầu tiên, người ta nghĩ rằng thuật ngữ Entanpi được sử dụng đầu tiên bởi Benoit Paul Émile Clapeyron và Rudolf Clausius trong phương trình Clausius-Clapeyron trong cuốn The Mollier Steam Tables and Diagrams xuất bản năm 1927. Nhưng thực ra, khái niệm Entanpi đã được đề xuất trước đó, vào năm 1875 bởi Josiah Willard Gibbs trong cuốn sách 'Physical Chemistry: an Advanced Treatise'.[1] Cho dù vậy, Gibbs vẫn không được công nhận là người đưa ra khái niệm enthalpy đầu tiên. Năm 1909,khi thảo luận về nghiên cứu của Gibbs về hàm nhiệt của hệ đưới một áp suất không đổi,Keith Landler đã nhận định rằng chính Heike Kamerlingh Onnes mới là người đưa ra từ 'enthalpy' từ từ cổ gốc Hy lạp 'enthalpos', có nghĩa là 'đưa nhiệt vào'.[2]

Entanpi là sự biến thiên nhiệt lượng khi một mol của một chất phản ứng hoàn toàn với oxy ở 298 độ Kelvin và 1 atm. Entanpi được giới thiệu trong công thức đưa ra bởi nhà vật lý Hà Lan Heike Kamerlingh Onnes những năm đầu thế kỉ 20: H = E + p V {\displaystyle H=E+pV}  

Ở đây E là năng lượng của hệ. Nếu không có tác động của môi trường ngoài, entanpi có thể được viết dưới dạng: H = U + p V {\displaystyle H=U+pV}  

Trong công thức này:

  • H {\displaystyle H}   là Entanpi của hệ (tính theo Joule),
  • U {\displaystyle U}   là nội năng của hệ (tính theo Joule),
  • p {\displaystyle p}   là áp suất của hệ (tính theo Pascal),
  • V {\displaystyle V}   là thể tích của hệ (tính theo mét khối).

Theo định luật một của nhiệt động học, ta có: d U = δ Q − δ A {\displaystyle dU=\delta Q-\delta A}  

Trong đó:

  • d U {\displaystyle dU}   là sự biến thiên rất nhỏ nội năng của hệ,
  • δ Q {\displaystyle \delta Q}   là biến thiên nhiệt năng rất nhỏ được đưa vào hoặc lấy ra khỏi hệ,
  • δ A {\displaystyle \delta A}   là biến thiên cơ năng của hệ.

Theo đó, trong phép tính vi phân, dH có thể được viết như sau:

d H = d U + ( p d V + V d p ) = ( δ Q − p d V ) + ( p d V + V d p ) = δ Q + V d p = T d S + V d p {\displaystyle dH=dU+(pdV+Vdp)=(\delta Q-pdV)+(pdV+Vdp)=\delta Q+Vdp=TdS+Vdp}  
  • δ {\displaystyle \delta }   thể hiện một phép tính vi phân không chính xác,
  • δ Q = T d S {\displaystyle \delta Q=TdS}   là nhiệt năng trao đổi của hệ trong một quá trình thuận nghịch,
  • d S {\displaystyle dS}   là biến thiên entropy của hệ,
  • d V {\displaystyle dV}   là biến thiên cực nhỏ của thể tích,
  • U {\displaystyle U}   là nội năng của hệ,
  • δ A = p d V {\displaystyle \delta A=pdV}   là công của hệ sinh ra trong một quá trình thuận nghịch,
  • p {\displaystyle p}   là áp suất của hệ,
  • T {\displaystyle T}   là nhiệt độ Kelvin.

  1. ^ Henderson, Douglas; Eyring, Henry; Jost, Wilhelm (1967). Physical Chemistry: An Advanced Treatise. Academic Press.
  2. ^ The World of Chemistry noted that whilst ruminating on the origin being credited to Gibbs, the original word was created by Onnes, who had specified its derivation.

  • http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/firlaw.html
  • http://scienceworld.wolfram.com/physics/Enthalpy.html
  • http://www.chem.tamu.edu/class/majors/tutorialnotefiles/enthalpy.htm Lưu trữ 2006-10-10 tại Wayback Machine

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Entanpi&oldid=67732976”