Proč je změna entalpie nuly pro izotermické procesy?

Proč je změna entalpie nuly pro izotermické procesy?
Anonim

Změna v entalpii je nulová pro izotermické procesy sestávající pouze z ideálních plynů.

Pro ideální plyny je entalpie funkcí pouze teplota. Izotermické procesy jsou definovány při konstantní teplotě. V každém izotermickém procesu zahrnujícím pouze ideální plyny je tedy změna entalpie nulová.

Toto je důkaz, že je to pravda.

Od Maxwellův vztah pro entalpii pro reverzibilní proces v termodynamicky uzavřeném systému,

#dH = TdS + VdP #, # "" bb ((1)) #

kde # T #, # S #, #PROTI#, a # P # jsou teplota, entropie, objem a tlak.

Pokud to upravíme #(1)# nekonečným změnou tlaku při konstantní teplotě získáme:

# ((delH) / (delP)) _ T = T ((delS) / (delcolor (červená) (P))) (barva (červená) (T)) + Vcancel (((delP) / (delP)) _T) ^ (1) # # "" bb ((2)) #

Prozkoumejte termín entropie, který se mění v důsledku změny tlak při konstantní hodnotě teplota.

Gibbsova volná energie je funkcí teplota a tlak z to je Maxwellův vztah pro reverzibilní proces v termodynamicky uzavřeném systému:

#dG = -SdT + VdP # # "" bb ((3)) #

Vzhledem k tomu, že Gibbsova volná energie (stejně jako jakákoliv termodynamická funkce) je funkcí státu, jsou její křížové deriváty stejné

# ((delS) / (delP)) _ T = - ((delV) / (delT)) _ P #, # "" bb ((4)) #.

Využití #(4)# v #(2)#, dostaneme:

#color (zelená) (bar (| ul ("" ((delH) / (delP)) _ T = -T ((delV) / (delT)) _ P + V "") |)) # # "" bb ((5)) #

Tento vztah, který je zcela obecné , popisuje změnu entalpie v důsledku změny tlaku v izotermickém procesu.

Předpoklad ideality přichází, když používáme zákon o plynu, #bb (PV = nRT) #.

Tím pádem, #V = (nRT) / P #, a #(5)# se stává:

#color (modrá) (((delH ^ "id") / (delP)) _ T) = -T (del) / (delT) (nRT) / P _P + (nRT) / P #

# = - (nRT) / P zrušit ((d) / (dT) T _P) ^ (1) + (nRT) / P #

# = barva (modrá) (0) #

Ukázali jsme, že pro ideální plyny při konstantní teplotě se jejich entalpie nemění. Jinými slovy, ukázali jsme, že pro ideální plyny je entalpie pouze funkcí teploty.