Sign In

يستخدم الكيميائيون عادة خاصية تعرف بالمحتوى الحراري (H) لوصف الديناميكا الحرارية للعمليات الكيميائية والفيزيائية. يُعرَّف المحتوى الحراري بأنه مجموع الطاقة الداخلية للنظام (E) والناتج الحسابي للضغط (P) والحجم (V):

Eq1

إن المحتوى الحراري هو دالة حالة. لا يمكن قياس قيم المحتوى الحراري للمواد المحددة مباشرةً؛ ولا يمكن تحديد سوى التغيرات في المحتوى الحراري للعمليات الكيميائية أو الفيزيائية. بالنسبة للعمليات التي تحدث عند الضغط الثابت (وهو شرط شائع للعديد من التغيرات الكيميائية والفيزيائية)، فإن التغير في المحتوى الحراري (ΔH) هو:

Eq2

يمثل الناتج الرياضي PΔV العمل (w)، أي التوسع أو عمل الحجم والضغط. ومن خلال تعريفاتها، فإن العلامات الحسابية لـ ΔV ولـ "w" ستظل دوماً معكوسة:

Eq3

يؤدي استبدال هذه المعادلة وتعريف الطاقة الداخلية عند الضغط الثابت (ΔE = qp + w) في معادلة التغير في المحتوى الحراري إلى:

Eq4

حيث أن qp هو حرارة التفاعل في ظل ظروف الضغط المستمر.  

وهكذا، إذا تم تنفيذ عملية كيميائية أو فيزيائية بضغط ثابت مع العمل الوحيد الذي تم إنجازه نتيجة للتوسع أو الانكماش (P-V عمل)، فإن التدفق الحراري (qp) والتغير في المحتوى الحراري (ΔH) للعملية متساويان.

تساوي الحرارة الناتجة عن تشغيل موقد بنسن التغير في المحتوى الحراري لتفاعل احتراق الميثان الذي يحدث منذ حدوثه في الضغط الثابت للغلاف الجوي. عادة ما يجري الكيميائيون تجارب في ظل ظروف جوية طبيعية، بضغط خارجي ثابت مع qp = ΔH، مما يجعل المحتوى الحراري الخيار الأكثر ملاءمة لتحديد التغيرات الحرارية للتفاعلات الكيميائية.

تشير القيمة السالبة للتغير في المحتوى الحراري، ΔH < 0، إلى تفاعل طارد للحرارة (الحرارة المعطاة للبيئة المحيطة)؛ وتشير القيمة الموجبة، ΔH > 0، إلى تفاعل طارد للحرارة (الحرارة الممتصة من المحيط). إذا تم عكس اتجاه المعادلة الكيميائية، يتم تغيير العلامة الحسابية لـ ΔH (العملية الماصة للحرارة في اتجاه واحد طارد للحرارة في الاتجاه المعاكس).

من الناحية المفاهيمية، ΔE (مقياس الحرارة والعمل) و ΔH (مقياس الحرارة عند ضغط ثابت) كلاهما يمثّلان التغيرات في وظيفة الحالة للنظام. في العمليات التي يكون فيها تغير الحجم، ΔV صغيراً (انصهار الجليد)، يكون ΔE و ΔH متطابقين. ومع ذلك، إذا كان التغير في الحجم كبيراً (تبخر الماء)، فسيكون مقدار الطاقة المنقولة كعمل غير مهمل؛ وبالتالي، تكون قيم كل من ΔE وΔH مختلفة بشكل كبير.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 5.3: Enthalpy.

Tags
EnthalpyChemical ReactionsHeatWorkSurroundingsCombustionRocket FuelSpace ShuttleInternal EnergyFirst Law Of ThermodynamicsGasesPressureVolume ChangesHeat FlowConstant PressureBurning Of WoodCooking FoodEnthalpy DefinitionThermodynamic Function

From Chapter 6:

article

Now Playing

6.6 : المحتوى الحراري

Thermochemistry

34.3K Views

article

6.1 : أساسيات الطاقة

Thermochemistry

36.2K Views

article

6.2 : القانون الأول للديناميكا الحرارية

Thermochemistry

30.3K Views

article

6.3 : الطاقة الداخلية

Thermochemistry

28.2K Views

article

6.4 : قياس الحرارة

Thermochemistry

52.7K Views

article

6.5 : قياس العمل

Thermochemistry

18.7K Views

article

6.7 : المعادلات الكيميائية الحرارية

Thermochemistry

27.8K Views

article

6.8 : قياس الضغط الثابت

Thermochemistry

83.3K Views

article

6.9 : قياس الحجم الثابت

Thermochemistry

26.6K Views

article

6.10 : قانون هس

Thermochemistry

43.7K Views

article

6.11 : حرارة التكوين القياسية

Thermochemistry

40.4K Views

article

6.12 : حرارة التفاعل

Thermochemistry

31.2K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved