Enthalpie
Enthalpie is een begrip dat in de wetenschap en techniek wordt gebruikt wanneer warmte en arbeid moeten worden berekend. De naam is afgeleid van het Griekse woord "enthalpos" (ενθαλπος), dat "warmte inbrengen" betekent. Het idee en het woord werden in 1909 bedacht door de Nederlandse wetenschapper Heike Kamerlingh Onnes.
Wanneer een stof verandert bij constante druk, geeft enthalpie aan hoeveel warmte en arbeid er aan de stof is toegevoegd of onttrokken.
Enthalpie is vergelijkbaar met energie, maar niet hetzelfde. Wanneer een stof groeit of krimpt, wordt energie verbruikt of vrijgemaakt. Enthalpie houdt rekening met deze energie. Daarom berekenen wetenschappers vaak de verandering in enthalpie, in plaats van de verandering in energie.
Beschouw een systeem met een vaste hoeveelheid gas. Elke warmte-energie die het systeem binnenkomt zal:
1) Verhoog de inwendige energie van het gas
of
2) leiden tot enige arbeid die wordt verricht om het systeem uit te breiden. De verrichte arbeid is het product van druk en volume. Enthalpie houdt dus rekening met deze twee factoren:
Enthalpie en chemische reacties
Wanneer een chemische reactie plaatsvindt, kan een stof warmer of kouder worden. Als gevolg daarvan zal warmte stromen naar dingen eromheen, of van dingen eruit, totdat de temperatuur weer hetzelfde is. Als de druk gelijk blijft, vertelt deze hoeveelheid warmte hoeveel de enthalpie is veranderd.
Als bijvoorbeeld benzine in de open lucht wordt verbrand, komt er warmte vrij door de benzine. Als we aannemen dat er 100 kilojoule warmte is vrijgekomen, dan is de enthalpie van de benzine verminderd met 100 kilojoule. De verandering in enthalpie voor deze reactie was dus ∆H = -100 kJ.
Als een chemische reactie warmte afgeeft (de omgeving opwarmt), dan is de enthalpie van de reactie afgenomen. De waarde van ∆H is negatief. Dit soort reacties, zoals het voorbeeld hierboven, wordt exotherm genoemd.
Als een chemische reactie warmte absorbeert (waardoor de omgeving afkoelt), dan is de enthalpie van de reactie toegenomen. De waarde van ∆H is positief. Dit wordt een endotherme reactie genoemd.
Verwante pagina's
- Thermodynamisch potentieel
- Entropie
- Gibbs vrije energie
Vragen en antwoorden
V: Wat is enthalpie?
A: Enthalpie is een begrip dat in de wetenschap en techniek wordt gebruikt om warmte en arbeid in een stof te berekenen.
V: Waar komt de naam "enthalpie" vandaan?
A: De naam "enthalpie" komt van het Griekse woord "enthalpos" (ενθαλπος), dat "warmte inbrengen" betekent.
V: Wie heeft het idee en het woord "enthalpie" bedacht?
A: De Nederlandse wetenschapper Heike Kamerlingh Onnes bedacht het idee en het woord "enthalpie" in 1909.
V: Wat is het verband tussen enthalpie en energie?
A: Enthalpie geeft de energie weer die wordt gebruikt of vrijkomt wanneer een stof groeit of krimpt, maar is niet hetzelfde als energie.
V: Waarom berekenen wetenschappers vaak de verandering in enthalpie in plaats van de verandering in energie?
A: Wetenschappers berekenen vaak de verandering in enthalpie omdat die rekening houdt met de energie die gebruikt wordt of vrijkomt wanneer een stof van grootte verandert.
V: Wat gebeurt er als warmte-energie een systeem binnenkomt dat een vaste hoeveelheid gas bevat?
A: Wanneer warmte-energie een systeem binnenkomt dat een vaste hoeveelheid gas bevat, kan de interne energie van het gas toenemen of leiden tot arbeid om het systeem uit te zetten.
V: Hoe houdt enthalpie rekening met de factoren druk en volume?
A: Enthalpie houdt rekening met de factoren druk en volume door rekening te houden met de verrichte arbeid, die het product is van druk en volume.
