Калькулятор энтальпии

Рассчитайте изменение энтальпии по явной теплоте, скрытой теплоте и работе проталкивания потока.

Расчёт изменения теплосодержания

Введите параметры начального и конечного состояний, массу и тепловые свойства вещества.

Начальная температура (°C)

Конечная температура (°C)

Начальное давление (atm)

Конечное давление (atm)

Начальный объём (L)

Конечный объём (L)

Масса (g)

Удельная теплоёмкость (J/g°C)

Скрытая теплота (J/g)

Об изменении энтальпии

Энтальпия — термодинамическая функция состояния, равная внутренней энергии плюс произведение давления на объём. Она особенно удобна для процессов при постоянном давлении: если совершается только работа давления и объёма, изменение энтальпии равно теплоте, переданной системе. Калькулятор складывает три явных вклада: теплоту изменения температуры, скрытую теплоту заданного фазового перехода и изменение работы проталкивания между начальным и конечным состояниями. Явная теплота равна массе, умноженной на удельную теплоёмкость и разность конечной и начальной температур. Положительная разность даёт положительный вклад, охлаждение — отрицательный. Разности температур по Цельсию и в кельвинах численно равны, поэтому введённые значения по Цельсию можно использовать напрямую. Модель предполагает постоянство заданной теплоёмкости во всём интервале. Для широкого диапазона температур точнее интегрировать теплоёмкость, зависящую от температуры. Скрытая теплота равна массе, умноженной на введённую скрытую теплоту на грамм. При отсутствии фазового перехода введите ноль. По принятому здесь правилу знаков энергия, поглощённая при плавлении, испарении или сублимации, задаётся положительно. При замерзании или конденсации выделяемую скрытую теплоту учитывайте отдельно при интерпретации процесса, поскольку поле принимает только неотрицательную характеристику вещества. Вклад давления и объёма равен конечному давлению на конечный объём минус начальное давление на начальный объём. Литр-атмосферы переводятся по коэффициенту 101.325 джоуля на литр-атмосферу. Это общий учебный энергетический баланс, а не полная база свойств или решатель уравнений состояния. Реальные изменения энтальпии могут зависеть от переменной теплоёмкости, неидеальности газов, смешения, степени протекания реакции, опорных состояний, зависимости фазовых свойств от давления и других видов работы. Для химической реакции используйте табличные стандартные энтальпии образования или измеренные данные, если введённые упрощённые слагаемые не описывают весь процесс. Согласуйте массу и удельную теплоёмкость на граммовой основе и правильно сопоставьте давление и объём каждого состояния. Разбивка вкладов показывает допущения и помогает в задачах на нагрев, охлаждение, идеализированные фазовые переходы и основы термодинамики.

Примеры изменения энтальпии

Примеры используют постоянную теплоёмкость и показанное правило учёта давления и объёма.

Параметры процесса	Изменение энтальпии	Основной вклад
100 g воды, от 25 до 100 °C, cp = 4.18 J/g°C	31.35 kJ	Нагрев без изменения произведения давления и объёма
100 g льда при 0 °C, скрытая теплота = 334 J/g	33.40 kJ	Идеальный вклад плавления
28 g газа, нагрев на 20 °C, cp = 1 J/g°C	0.56 kJ плюс изменение произведения давления и объёма	Идеализированный нагрев газа
P1V1 = 1 L atm; P2V2 = 2 L atm	Рост работы проталкивания на 0.101325 kJ	Только слагаемое давления и объёма

Как рассчитать изменение энтальпии

Введите начальную и конечную температуры в градусах Цельсия.
Введите давление в атмосферах и объём в литрах для каждого состояния.
Укажите массу, удельную теплоёмкость и скрытую теплоту на грамм; при отсутствии фазового перехода задайте ноль.
Нажмите «Рассчитать изменение энтальпии» и изучите каждый вклад перед использованием суммы.

Частые вопросы об энтальпии

В чём разница между теплотой и энтальпией?

Энтальпия — свойство состояния, а теплота — энергия, передаваемая из-за разности температур. При постоянном давлении и только работе давления и объёма переданная теплота равна изменению энтальпии.

Может ли изменение энтальпии быть отрицательным?

Да, охлаждение и процессы с выделением энергии могут давать отрицательное изменение при выбранном правиле знаков. Это означает, что энтальпия моделируемого конечного состояния ниже начальной.

Зачем вводить скрытую теплоту отдельно?

При плавлении или кипении температура может не меняться, хотя поглощается значительная энергия. Слагаемое скрытой теплоты учитывает энергию фазового перехода, отсутствующую в формуле явной теплоты.

Подходит ли это для энтальпии химической реакции?

Только если упрощённые энергетические слагаемые точно описывают процесс. В большинстве реакционных расчётов нужны стехиометрия и табличные энтальпии образования или связей для заданных опорных состояний.

Зачем учитывать давление и объём?

Энтальпия включает произведение давления и объёма помимо внутренней энергии. Разность конечного и начального произведений оценивает соответствующий вклад работы проталкивания в этом упрощённом балансе.