Entalpía específica vs entalpía
La entalpía es un concepto fundamental en termodinámica que mide el contenido total de calor de un sistema. A menudo se utiliza para describir los cambios de energía que ocurren durante reacciones químicas o transiciones de fase. Sin embargo, hay otro término estrechamente relacionado con la entalpía conocida como entalpía específica. Mientras ambos términos se utilizan para cuantificar los cambios de energía, tienen distintas diferencias in sus definiciones y aplicaciones. En este artículo, vamos a explorar las diferencias entre entalpía específica y entalpía, y comprender cómo se utilizan en varios campos de la ciencia y la ingeniería. Entonces, profundicemos y desentrañemos los misterios detrás de estos dos conceptos importantes en termodinámica.
Puntos clave
- la entalpía es una propiedad termodinámica eso representa el contenido total de calor de un sistema, mientras que la entalpía específica es la entalpía por unidad de masa de una sustancia.
- La entalpía específica es útil en aplicaciones de ingeniería ya que permite cálculos más precisos y comparaciones entre diferentes sustancias.
- La entalpía normalmente se mide en unidades de energía, como julios o calorías, mientras que la entalpía específica se mide en unidades de energía por unidad de masa, como julios por kilogramo.
- La entalpía específica de una sustancia se puede calcular dividiendo la entalpía por la masa de la sustancia.
- Ambas entalpías y la entalpía específica son conceptos importantes en termodinámica y se utilizan para analizar y diseñar diversos procesos y sistemas.
Entalpía vs entalpía específica
Entalpía: Definición y Componentes (Energía Interna y Trabajo Presión-Volumen)
La entalpía es un concepto fundamental en termodinámica que nos ayuda a comprender la contenido energético de un sistema. Se denota por el símbolo "H”y se define como la suma of la energía interna (U) y el producto de presión (P) y volumen (V) del sistema. En otras palabras, la entalpía representa ambas el calor energía y el trabajo realizado por el sistema.
la energía interna representa la energía total almacenada dentro del sistema, incluyendo las energías cinética y potencial of sus partículas. Por otra parte, la presión-volumen de trabajo representa la energía transferida hacia o desde el sistema debido a cambios en su volumen bajo presión constante.
Entalpía específica: definición como entalpía por unidad de masa
La entalpía específica, denominada "h", es la entalpía por unidad de masa de una sustancia. Se obtiene dividiendo la entalpía (H) del sistema por su masa (metro). La entalpía específica nos permite analizar la contenido energético de una sustancia por unidad de masa, lo cual es particularmente útil en ingeniería y cálculos termodinámicos.
Al expresar la entalpía en términos de masa, la entalpía específica nos permite comparar la contenido energético of diferentes sustancias or diferentes cantidades of la misma sustancia.
Comparación entre entalpía y entalpía específica
La principal diferencia entre entalpía y entalpía específica radica en sus unidades y el camino son usados. La entalpía es una propiedad extensa, es decir, depende de el tamaño o importe del sistema. Por otro lado, la entalpía específica es una propiedad intensiva, que permanece constante independientemente de el tamaño del sistema.
La entalpía nos permite analizar el total contenido energético de un sistema, teniendo en cuenta tanto la energía interna y el trabajo realizado. Se utiliza comúnmente en cálculos termodinámicos, como determinar las transferencia de calor en reacciones químicas o cambios de fase.
La entalpía específica, por otro lado, proporciona un análisis más detallado considerando el contenido energético por unidad de masa. Es particularmente útil en aplicaciones de ingeniería, como calcular la energía necesaria para calentar o enfriar una masa específica de una sustancia
Unidades de medida de entalpía y entalpía específica
La entalpía normalmente se mide en unidades de energía, como julios (J) o calorías (cal). La unidad SI para la entalpía es julio, mientras que la caloria se usa comúnmente en el campo de Química.
La entalpía específica se expresa en las mismas unidades como entalpía pero dividida por masa. Por lo tanto, las unidades para entalpía específica son julios por kilogramo (J/kg) o calorías por gramo (cal/g).
En resumen, la entalpía y la entalpía específica son ambas. conceptos importantes en termodinámica. La entalpía proporciona un análisis completo de las contenido energético de un sistema, mientras que la entalpía específica permite un examen más detallado por unidad de masa. Comprensión estos conceptos es crucial para ingenieros, científicos y cualquier persona que trabaje con sistemas energéticos.
Entalpía específica del sistema de agua de vapor
La entalpía específica de un sistema de agua a vapor is una propiedad termodinámica crucial que nos ayuda a comprender la contenido energético del sistema. Se define como la cantidad de energía térmica por unidad de masa de una sustancia y juega un papel significativo en varios aplicaciones de ingeniería, particularmente en el campo de la termodinámica.
Valores de entalpía específicos para vaporización y saturación de agua
Cuando el agua sufre un cambio de fase de líquido a un estado de vapor, requiere una cierta cantidad de energía. esta energía se conoce como entalpía específica de vaporización. Representa el calor energía necesaria para convertir una unidad de masa de agua líquida en vapor a una temperatura dada y presión.
De manera similar, la entalpía específica de saturación se refiere a la contenido energético de agua cuando existe en un estado saturado. En este estado, el agua está en el punto de ebullición correspondiente a una presión específica. La entalpía específica de saturación es la suma de la entalpía específica del agua líquida y la entalpía específica de vaporización.
Cálculo de la entalpía específica del vapor saturado a presión atmosférica
Para calcular la entalpía específica del vapor saturado a presión atmosférica, debemos considerar la entalpía específica del agua líquida y la entalpía específica de vaporización. La entalpía específica del agua líquida se puede determinar mediante tablas o ecuaciones basadas en la temperatura. La entalpía específica de vaporización también se puede obtener a partir de tablas o correlaciones.
Sumando la entalpía específica del agua líquida y la entalpía específica de vaporización, podemos determinar la entalpía específica del vapor saturado a presión atmosférica. Este valor representa el contenido energético de vapor en su estado saturado.
Aumento de la entalpía específica con la presión del sistema
As la presión of un sistema de agua a vapor aumenta, la entalpía específica también aumenta. Esto es porque presiones más altas exigir más energía para convertir el agua en vapor. La entalpía específica del vapor en una presión dada es mayor que a la presión atmosférica debido a la energía adicional requerido para la vaporización.
El aumento en entalpía específica con presión del sistema is una consideración importante in varios procesos industriales, Tales como la generación de energía y maquinaria impulsada por vapor. Comprensión la relación entre la presión y la entalpía específica permite a los ingenieros diseñar sistemas eficientes y optimizar uso de energía.
Cálculo de la entalpía específica del vapor sobrecalentado
Vapor supercalentado se refiere al vapor que se ha calentado más allá su punto de saturación. Para calcular la entalpía específica para vapor supercalentado, debemos considerar la entalpía específica del vapor saturado y la entalpía específica del sobrecalentamiento.
La entalpía específica del vapor saturado se puede determinar como se mencionó anteriormente. La entalpía específica del sobrecalentamiento representa la energía adicional requerido para calentar el vapor más allá su punto de saturación. Este valor se puede obtener de tablas o correlaciones basadas en la temperatura y presión del vapor supercalentado.
Sumando la entalpía específica del vapor saturado y la entalpía específica del sobrecalentamiento, podemos determinar la entalpía específica del vapor supercalentado. Este valor representa el total contenido energético de vapor en su estado sobrecalentado.
Entalpía molar vs entalpía específica
Definición de entalpía molar y entalpía específica
La entalpía es un concepto fundamental en termodinámica que mide la energía total de un sistema. Se denota por el símbolo "H”y se utiliza a menudo para describir transferencia de calor y cambios de energía en reacciones químicas. La entalpía molar y la entalpía específica son dos conceptos relacionados pero distintos que se usan comúnmente en diferentes contextos.
Entalpía molar, también conocida como capacidad calorífica molar, es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en un grado centígrado. Está representado por el símbolo “Cp” y tiene unidades de julios por mol por grado Celsius (J/mol·°C). La entalpía molar tiene en cuenta la masa de la sustancia y se utiliza para calcular el cambio de entalpía en las reacciones.
Por otro lado, la entalpía específica, también conocida como calor especifico capacidad, es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado centígrado. Está representado por el símbolo “cp” y tiene unidades de julios por kilogramo por grado Celsius (J/kg·°C). La entalpía específica se utiliza para los cálculos del equilibrio térmico en ingeniería y es independiente de la masa de la sustancia.
Diferencias entre entalpía molar y entalpía específica
La principal diferencia entre la entalpía molar y la entalpía específica se encuentra en las unidades de medición y la cantidad siendo considerado. La entalpía molar se expresa en moles de una sustancia, mientras que la entalpía específica se expresa en kilogramos de una sustancia.
La entalpía molar tiene en cuenta la masa de la sustancia y se utiliza para calcular el cambio de entalpía en las reacciones. Es particularmente útil en reacciones químicas donde las cantidades implicados a menudo se miden en moles. La entalpía específica, por otro lado, se utiliza para los cálculos del balance de calor en ingeniería, donde el foco Se refiere a la energía necesaria para calentar o enfriar. una masa dada de una sustancia
Entalpía molar utilizada para calcular el cambio de entalpía en reacciones
La entalpía molar se usa comúnmente en reacciones químicas para calcular el cambio de entalpía, también conocido como el calor de reacción. El cambio de entalpía es la diferencia de entalpía entre el productos y los reactivos en una reacción química. Conociendo las entalpías molares de los reactivos y productos, es posible calcular el cambio de entalpía utilizando el principio de conservación de la energía.
Por ejemplo, en la combustión de metano (CH4), la entalpía molar del metano es -890.3 kJ/mol y la entalpía molar del dióxido de carbono (CO2) es -393.5 kJ/mol. Restando la entalpía molar de los reactivos de la entalpía molar de el productos, se puede determinar el cambio de entalpía de la reacción.
Entalpía específica utilizada para cálculos de balance de calor en ingeniería.
La entalpía específica se utiliza ampliamente en ingeniería para los cálculos del equilibrio térmico. Cálculos del balance de calor. Implica determinar la cantidad de energía térmica necesaria para calentar o enfriar. una masa dada de una sustancia. La entalpía específica permite a los ingenieros calcular los requerimientos de energía para diversos procesos, como calentando agua o aire de refrigeración.
Por ejemplo, en HVAC (calefacción, ventilación y Sistemas de aire acondicionado), la entalpía específica se utiliza para calcular la energía necesaria para calentar o enfriar el aire a medida que fluye a través del sistema. Conociendo la entalpía específica de el aire entrante y saliente, los ingenieros pueden determinar la cantidad de energía necesaria para lograr el cambio de temperatura deseado.
Unidades de medida de entalpía molar y entalpía específica
La entalpía molar se mide en julios por mol por grado Celsius (J/mol·°C), mientras que la entalpía específica se mide en julios por kilogramo por grado Celsius (J/kg·°C). Estas unidades reflejar las diferentes cantidades siendo considerado – lunares para entalpía molar y kilogramos para entalpía específica.
Cálculo del cambio de entalpía total utilizando entalpía molar y entalpía específica
Calcular el cambio de entalpía total en un sistema, ambas entalpías molares y se puede utilizar entalpía específica. La entalpía molar Se utiliza para determinar el cambio de entalpía en el nivel molecular, mientras que la entalpía específica se utiliza para determinar el cambio de entalpía en el nivel de masa.
El cambio de entalpía total. se puede calcular multiplicando la entalpía molar por el número de moles involucrados en la reacción y agregándolos a el producto de la entalpía específica y la masa de la sustancia. Esto permite una comprensión integral de los cambios de energía que ocurren en un sistema.
Diferentes tipos de cambio de entalpía
Cambio de entalpia Se refiere a la cantidad de energía térmica transferida durante una reacción química o proceso fisico. Existen varios tipos de los cambios de entalpía que ocurren en diferentes escenarios. Exploremos algunos de los tipos más comunes de cambios de entalpía.
Explicación de varios tipos de cambios de entalpía
Entalpía de reacción: el cambio de entalpía asociado con una reacción química se conoce como entalpía de reacción. Representa la diferencia de entalpía entre el productos y los reactivos. Este valor puede ser positivo o negativo, dependiendo de si la reacción es exotérmico (libera calor) o endotérmico (absorbe calor).
Entalpía de combustión: el cambio de entalpía que se produce durante la combustión de una sustancia se llama entalpía de combustión. Mide el calor Energía liberada cuando una sustancia reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono y agua.
Entalpía de formación: el cambio de entalpía cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos constituyentes en sus estados estándar se conoce como entalpía de formación. Proporciona información sobre la estabilidad y contenido energético of el compuesto.
Entalpía de neutralización: el cambio de entalpía que ocurre cuando un ácido reacciona con base para formar una sal y el agua se llama entalpía de neutralización. Representa el calor energía liberada o absorbida durante el proceso de neutralización.
Entalpía de solución: el cambio de entalpía asociado con la disolución de un soluto en un disolvente se conoce como entalpía de solución. Mide el calor Energía liberada o absorbida cuando un soluto se disuelve para formar una solución.
Entalpía de fusión: el cambio de entalpía cuando una sustancia cambia de sólido a un estado liquido at su punto de fusión se llama entalpía de fusión. Representa el calor energía necesaria para superar las fuerzas intermoleculares que mantienen el solido junto.
Entalpía de sublimación: el cambio de entalpía cuando una sustancia cambia directamente de sólido a un gasestado eoso sin pasar por el líquido estado se conoce como entalpía de sublimación. Mide el calor energía necesaria para superar las fuerzas tenencia el solido junto y convertirlo en un gas.
Entalpía de vaporización: el cambio de entalpía cuando una sustancia pasa de líquido a un gasestado eous en su punto de ebullición se llama entalpía de vaporización. Representa el calor energía necesaria para superar las fuerzas intermoleculares que mantienen el líquido juntos.
Entalpía de mezcla: el cambio de entalpía que se produce cuando se mezclan dos o más sustancias se conoce como entalpía de mezcla. Mide el calor energía liberada o absorbida durante el proceso de mezcla.
Al entender estos diferentes tipos de los cambios de entalpía, podemos obtener información sobre las transformaciones de energia que ocurren durante las reacciones químicas y proceso fisicopor ejemplo. Estos valores desempeñan un papel crucial en diversas investigaciones científicas y aplicaciones de ingeniería, como el diseño eficiente sistemas energéticos y entendimiento la termodinámica de reacciones químicas.
Entalpía favorable
La entalpía es un concepto fundamental en termodinámica que nos ayuda a comprender los cambios de energía que ocurren durante las reacciones químicas. Desempeña un papel crucial a la hora de determinar si una reacción es favorable o no. En esta sección, vamos a explorar la relación entre cambio de entalpía y favorabilidad de la reacción, así como presentar el concepto de energía libre de Gibbs.
Favorabilidad de una reacción basada en el cambio de entalpía.
El cambio de entalpía de una reacción, a menudo denominado ΔH, es una medida del calor energía absorbida o liberado durante una reacción química. Representa la diferencia de entalpía entre los productos y los reactivos. Al analizar el signo y la magnitud de ΔH, podemos determinar si una reacción es exotérmica o endotérmica.
Una reacción exotérmica libera energía térmica para los alrededores, Dando como resultado un valor de ΔH negativo. Por otra parte, una reacción endotérmica absorbe la energía térmica de los alrededores, llevando a un valor ΔH positivo. La magnitud de ΔH indica la cantidad de energía térmica involucrada en la reacción.
Relación entre cambio de entalpía y cambio de entropía
La entropía, denotada como ΔS, es una medida de el desorden o aleatoriedad en un sistema. Cuenta para el número de maneras en que las partículas de un sistema se pueden organizar. Un valor ΔS positivo Indica un aumento en desorden, mientras un valor ΔS negativo sugieren un descenso en desorden.
La relación entre el cambio de entalpía (ΔH) y el cambio de entropía (ΔS) se describe por la ecuacion:
ΔG = ΔH – TΔS
donde ΔG es el cambio de energía libre de Gibbs y T es la temperatura en Kelvin. El cambio de energía libre de Gibbs Determina la espontaneidad de una reacción. Si ΔG es negativo, la reacción es espontánea y favorable. Si ΔG es positivo, la reacción no es espontánea y es desfavorable. Si ΔG es cero, la reacción está en equilibrio.
La energía libre de Gibbs (ΔG) es un potencial termodinámico que combina los efectos del cambio de entalpía (ΔH) y del cambio de entropía (ΔS) para determinar la espontaneidad de una reacción. Proporciona una comprensión más completa de favorabilidad de la reacción en comparación con la entalpía sola.
La ecuacion ΔG = ΔH – TΔS nos dice que para que una reacción sea favorable, el cambio de entalpía debe ser negativo (exotérmico) y el cambio de entropía debe ser positivo (aumento del desorden). Sin embargo, la temperatura también juega un papel crucial. En temperaturas bajas, un cambio de entalpía negativo domina, haciendo que la reacción sea favorable. En altas temperaturas, un cambio de entropía positivo domina, haciendo que la reacción sea favorable.
Preguntas frecuentes
1. ¿Por qué son diferentes los valores de entalpía?
Valores de entalpía puede variar dependiendo de el proceso especifico o reacción que se esté considerando. Factores como la temperatura, la presión y la presencia of otras sustancias puede influir en la entalpía de un sistema, lo que lleva a diferencias en los valores medidos.
2. ¿Es la entalpía lo mismo que el calor específico?
No, entalpía y calor especifico en diferentes propiedades. La entalpía es una medida de la energía total de un sistema, incluyendo tanto su energía interna como el trabajo realizado sobre o por el sistema. Calor especifico, por otro lado, es una medida de la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en una determinada cantidad.
3. ¿Cuál es la diferencia entre capacidad calorífica específica y entalpía?
Calor especifico La capacidad se refiere a la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en una cierta cantidad. La entalpía, por otro lado, es una medida de la energía total de un sistema, incluyendo tanto su energía interna como el trabajo realizado sobre o por el sistema. Mientras calor especifico capacidad is una propiedad de una sustancia, la entalpía es una propiedad de un sistema
4. ¿Por qué la entalpía experimental es mayor que el valor teórico?
Puede haber Muchas rasones para la entalpía experimental ser más alto que el valor teórico. Errores experimentales, reacciones incompletas, reacciones secundarias, y las impurezas en los reactivos pueden contribuir a la desviación entre los valores de entalpía experimentales y teóricos..
5. ¿Cuál es la diferencia entre entalpía estándar y entalpía?
Entalpía estándar Se refiere al cambio de entalpía que ocurre bajo condiciones estándar, que suelen incluir una temperatura de 25°C y una presión of 1 bares. La entalpía, por otra parte, es un término más general que se refiere a la energía total de un sistema, incluyendo tanto su energía interna como el trabajo realizado sobre o por el sistema.
6. ¿Qué es la entalpía específica?
La entalpía específica es la entalpía por unidad de masa de una sustancia. Es una medida de la energía total de una unidad de masa de una sustancia, incluyendo tanto su energía interna como el trabajo realizado sobre o por la sustancia.
7. ¿Cuál es la diferencia entre el cambio de entalpía y el cambio de entalpía estándar?
Cambio de entalpia Se refiere a la diferencia de entalpía entre los reactivos y el productos en una reacción química. Puede ser positivo (endotérmico) o negativo (exotérmico). Entalpía estándar El cambio, por otro lado, se refiere al cambio de entalpía que ocurre bajo condiciones estándar, típicamente en una temperatura de 25°C y una presión of 1 bares.
8. ¿Cuál es la diferencia entre entalpía específica y entalpía?
La entalpía específica se refiere a la entalpía por unidad de masa de una sustancia, mientras que la entalpía es un término más general que se refiere a la energía total de un sistema. La entalpía específica tiene en cuenta la masa de la sustancia, mientras que la entalpía no.
9. ¿Cuál es la diferencia entre entalpía de formación y entalpía de reacción?
La entalpía de formación se refiere al cambio de entalpía que se produce cuando se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos constituyentes en sus estados estándar. La entalpía de reacción, por otro lado, se refiere al cambio de entalpía que ocurre en una reacción química, independientemente de la formación of nuevos compuestos.
10. ¿Cuál es la diferencia entre entalpía de mezcla y entalpía de solución?
La entalpía de mezcla se refiere al cambio de entalpía que ocurre cuando dos o más sustancias se combinan para formar una mezcla. La entalpía de solución, por otro lado, se refiere al cambio de entalpía que ocurre cuando un soluto se disuelve en un solvente para formar una solución.
Soy Sangeeta Das. He completado mi Maestría en Ingeniería Mecánica con especialización en Motores IC y Automóviles. Tengo alrededor de diez años de experiencia en la industria y el mundo académico. Mi área de interés incluye motores IC, aerodinámica y mecánica de fluidos. Puedes alcanzarme en
Hola compañero lector,
Somos un equipo pequeño en Techiescience y trabajamos duro entre los grandes jugadores. Si te gusta lo que ves, comparte nuestro contenido en las redes sociales. Su apoyo hace una gran diferencia. ¡Gracias!