9.8: خلاصه

Last updated
Save as PDF

Page ID: 217384

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $

$ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $

$ \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} $

$ \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} $

$ \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} $

$ \newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$ \newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

$ \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow$

$ \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow$

$ \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $

$ \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} $

$ \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} $

$ \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} $

$ \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} $

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $

$\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}$

$ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $

$\newcommand{\avec}{\mathbf a}$ $\newcommand{\bvec}{\mathbf b}$ $\newcommand{\cvec}{\mathbf c}$ $\newcommand{\dvec}{\mathbf d}$ $\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}$ $\newcommand{\evec}{\mathbf e}$ $\newcommand{\fvec}{\mathbf f}$ $\newcommand{\nvec}{\mathbf n}$ $\newcommand{\pvec}{\mathbf p}$ $\newcommand{\qvec}{\mathbf q}$ $\newcommand{\svec}{\mathbf s}$ $\newcommand{\tvec}{\mathbf t}$ $\newcommand{\uvec}{\mathbf u}$ $\newcommand{\vvec}{\mathbf v}$ $\newcommand{\wvec}{\mathbf w}$ $\newcommand{\xvec}{\mathbf x}$ $\newcommand{\yvec}{\mathbf y}$ $\newcommand{\zvec}{\mathbf z}$ $\newcommand{\rvec}{\mathbf r}$ $\newcommand{\mvec}{\mathbf m}$ $\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}$ $\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}$ $\newcommand{\real}{\mathbb R}$ $\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}$ $\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}$ $\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}$ $\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}$ $\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}$ $\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}$ $\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}$ $\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}$ $\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}$ $\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}$ $\newcommand{\bcal}{\cal B}$ $\newcommand{\ccal}{\cal C}$ $\newcommand{\scal}{\cal S}$ $\newcommand{\wcal}{\cal W}$ $\newcommand{\ecal}{\cal E}$ $\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}$ $\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}$ $\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}$ $\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}$ $\newcommand{\row}{\text{Row}}$ $\newcommand{\col}{\text{Col}}$ $\renewcommand{\row}{\text{Row}}$ $\newcommand{\nul}{\text{Nul}}$ $\newcommand{\var}{\text{Var}}$ $\newcommand{\corr}{\text{corr}}$ $\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}$ $\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}$ $\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}$ $\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}$ $\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}$ $\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}$ $\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}$ $\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}$ $\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}$ $\newcommand{\lt}{<}$ $\newcommand{\gt}{>}$ $\newcommand{\amp}{&}$ $\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}$

انرژی ظرفیت تأمین گرما یا انجام کار (اعمال نیرو برای حرکت ماده) است. انرژی جنبشی (KE) انرژی حرکت است. انرژی پتانسیل انرژی ناشی از موقعیت نسبی، ترکیب یا شرایط است. هنگامی که انرژی از یک شکل به شکل دیگر تبدیل می شود، انرژی نه ایجاد می شود و نه از بین می رود (قانون بقای انرژی یا قانون اول ترمودینامیک).

انرژی حرارتی ماده به دلیل انرژی جنبشی اتم ها یا مولکول های تشکیل دهنده آن است. دما یک ویژگی فشرده ماده است که منعکس کننده گرما یا سردی است که با افزایش متوسط انرژی جنبشی افزایش می یابد. گرما انتقال انرژی حرارتی بین اجسام در دماهای مختلف است. فرایندهای شیمیایی و فیزیکی می‌توانند گرما را جذب کنند (گرماگیر) یا گرما آزاد کنند (گرمازا). واحد SI انرژی، گرما و کار ژول (J) است.

گرمای ویژه و ظرفیت گرمایی اندازه گیری انرژی مورد نیاز برای تغییر دمای یک ماده یا جسم است. مقدار گرمای جذب شده یا آزاد شده توسط یک ماده مستقیماً به نوع ماده، جرم آن و تغییر دمایی که متحمل می شود بستگی دارد.

کالریمتری برای اندازه‌گیری مقدار انرژی حرارتی منتقل شده در یک فرایند شیمیایی یا فیزیکی استفاده می‌شود. این نیاز به اندازه گیری دقیق تغییر دما دارد که در طول فرآیند و توده های سیستم و محیط اطراف رخ می دهد. سپس از این مقادیر اندازه گیری شده برای محاسبه مقدار گرمای تولید شده یا مصرف شده در فرآیند با استفاده از روابط ریاضی شناخته شده استفاده می شود.

کالریمترها برای به حداقل رساندن تبادل انرژی بین محتویات آنها و محیط خارجی طراحی شده اند. آنها از کالریمترهای ساده فنجان قهوه که توسط دانشجویان شیمی مقدماتی استفاده می شود تا کالریمترهای بمب پیشرفته ای که برای تعیین محتوای انرژی مواد غذایی استفاده می شود، متغیر هستند.

اگر یک تغییر شیمیایی در فشار ثابت انجام شود و تنها کار انجام شده ناشی از انبساط یا انقباض باشد، q برای تغییر تغییر آنتالپی با نماد Δ H نامیده می‌شود، یا $Δ H °$ برای واکنش هایی که در شرایط حالت استاندارد در 298 K اتفاق می افتد مقدار Δ H برای یک واکنش در یک جهت از نظر قدر برابر است، اما در علامت مخالف، به Δ H برای واکنش در جهت مخالف، و Δ H با مقدار واکنش دهنده ها و محصولات نسبت مستقیم دارد. آنتالپی استاندارد تشکیل، $Δ H_{f} ° ،$ تغییر آنتالپی همراه با تشکیل 1 مول از یک ماده از عناصر در پایدارترین حالت های آنها در 1 بار و 298.15 K است. اگر آنتالپی های تشکیل برای واکنش دهنده ها و محصولات یک واکنش در دسترس باشد، تغییر آنتالپی را می توان با استفاده از قانون هس محاسبه کرد: اگر یک فرآیند را بتوان به عنوان مجموع چندین فرآیند گام به گام نوشت، تغییر آنتالپی کل فرآیند برابر با مجموع آنتالپی است. تغییرات در مراحل مختلف

قدرت یک پیوند کووالانسی با انرژی تفکیک پیوند آن اندازه گیری می شود، یعنی مقدار انرژی مورد نیاز برای شکستن آن پیوند خاص در یک مول مولکول. پیوندهای چندگانه قوی تر از پیوندهای منفرد بین اتم های یکسان هستند. آنتالپی یک واکنش را می توان بر اساس انرژی ورودی مورد نیاز برای شکستن پیوندها و انرژی آزاد شده هنگام تشکیل پیوندهای جدید تخمین زد. برای پیوندهای یونی، انرژی شبکه انرژی مورد نیاز برای جدا کردن یک مول از یک ترکیب به یون‌های فاز گازی آن است. انرژی شبکه برای یون‌هایی با بارهای بالاتر و فواصل کوتاه‌تر بین یون‌ها افزایش می‌یابد. انرژی شبکه اغلب با استفاده از چرخه بورن-هابر محاسبه می شود، یک چرخه ترموشیمیایی شامل تمام مراحل پرانرژی درگیر در تبدیل عناصر به یک ترکیب یونی.