Apa itu entalpi? pengertian, jenis, contoh, manfaat

Entalpi adalah jumlah panas yang dilepaskan atau diserap oleh sistem termodinamika dari lingkungan sekitarnya ketika berada pada tekanan konstan, yang dipahami oleh sistem termodinamika benda apa pun.

Dalam fisika dan kimia, entalpi adalah besaran termodinamika yang satuan ukurnya adalah Joule (J) dan diwakili oleh huruf H.

Apa itu entalpi?

Ketika suatu proses terjadi pada tekanan konstan, panas yang diserap atau dilepaskan sama dengan perubahan entalpi. Entalpi kadang-kadang dikenal sebagai “konten panas”, tetapi “entalpi” adalah kata yang menarik dan tidak biasa, sehingga kebanyakan orang suka menggunakannya.

Secara etimologis, kata “entropi” berasal dari bahasa Yunani, yang berarti “berbalik” dan “entalpi” berasal dari bahasa Yunani yang berarti “pemanasan”. Sedangkan untuk pelafalan, Entropi biasanya ditekankan pada suku kata pertama, sedangkan entalpi biasanya ditekankan pada suku kata pertama. Entalpi (H) tidak lain adalah jumlah energi internal (U) dan produk tekanan (P) dan volume (V).

Entalpi H dapat ditulis sebagai,

H = U + pV

  • Di mana, H = entalpi dari sistem
  • U = Energi internal sistem
  • p = Tekanan sistem
  • V = Volume sistem

Oleh karena itu, entalpi sama dengan energi sistem termodinamika ditambah usaha mekanis yang diterapkan padanya.

Entalpi tidak diukur secara langsung, namun, perubahan entalpi (ΔH) diukur, yaitu panas yang ditambahkan atau hilang oleh sistem. Ini sepenuhnya tergantung pada fungsi keadaan T, p dan U.

Namun, entalpi suatu sistem hanya dapat diukur pada saat terjadi perubahan energi. Variasi, yang diwakili oleh tanda Δ, memunculkan rumus baru:

∆H = ∆E + P∆V

Artinya perubahan entalpi (∆H) sama dengan perubahan energi (∆E) ditambah usaha mekanis yang diterapkan pada sistem (P∆V).

Entalpi berasal dari bahasa Yunani entalpi yang artinya menambah atau menambah kalor. Istilah ini pertama kali dicetuskan oleh fisikawan Belanda Heike Kamerlingh Onnes, pemenang Hadiah Nobel bidang Fisika pada tahun 1913.

Rumus entalpi

Rumus Entalpi juga dapat ditulis sebagai:

ΔH = ΔU + ΔPV

Pada suhu konstan, untuk aliran panas proses (q) sama dengan perubahan entalpi, ini dinyatakan sebagai

ΔH = q

Satuan entalpi

entalpi dinyatakan sebagai,

H = Energi / Massa

Setiap besaran fisik dapat diwakili oleh dimensi. Besar yang dialokasikan untuk dimensi disebut satuan. Ada dua jenis dimensi yaitu dimensi primer atau pokok dan sekunder atau turunan.

Dimensi primer adalah: massa, m; panjang, L; waktu, t; suhu, T

Dimensi sekunder adalah dimensi yang dapat diturunkan dari dimensi primer seperti kecepatan (m / s2), tekanan (Pa = kg / m.s2).

Ada dua sistem unit yang saat ini tersedia SI (Sistem Internasional) dan USCS (Sistem Adat Amerika Serikat) atau sistem Inggris. Kita, bagaimanapun, akan menggunakan unit SI secara eksklusif dalam kursus ini. Satuan SI didasarkan pada hubungan desimal antara unit.

Apa itu Termodinamika?

Termodinamika adalah cabang fisika yang membahas hubungan antara panas dan bentuk energi lainnya. Secara khusus, ini menjelaskan bagaimana energi termal dikonversi ke dan dari bentuk energi lain dan bagaimana hal itu mempengaruhi materi. Hukum termodinamika pertama: salah satu hukum alam yang paling mendasar adalah konservasi prinsip energi.

Ini hanya menyatakan bahwa selama interaksi, energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain tetapi jumlah total energi tetap konstan. Hukum kedua termodinamika: energi memiliki kualitas dan kuantitas, dan proses aktual terjadi dalam arah penurunan kualitas energi. Setiap kali ada interaksi antara energi dan materi, termodinamika terlibat. Beberapa contoh termasuk sistem pemanas dan pendingin ruangan, lemari es, pemanas air, dll.

Pengertian Entalpi

Entalpi adalah ukuran dari kandungan kalor dari bahan kimia atau sistem fisik; entalpi adalah besaran yang berasal dari hubungan kalor dan usaha yang dipelajari dalam termodinamika. Saat suatu sistem berubah dari satu keadaan ke yang lain dinyatakan dalam perubahan entalpi, Δ H, sama dengan entalpi produk dikurangi entalpi reaktan.

Jika panas yang dilepaskan selama transformasi dari satu keadaan ke yang lain, maka keadaan akhir akan memiliki kandungan panas yang lebih rendah daripada keadaan awal, entalpi perubahan Δ H akan negatif, dan proses ini dikatakan eksotermis. Jika panas yang diserap selama transformasi, maka keadaan akhir akan memiliki kandungan panas yang lebih tinggi, Δ H akan positif, dan proses ini dikatakan endotermik.

Perubahan entalpi yang menyertai reaksi kimia disebut kalor reaksi. Untuk reaksi yang mana suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsur komposit nya, kenaikan atau penurunan entalpi disebut kalor pembentukan senyawa.

Perubahan keadaan, atau fase, materi juga disertai dengan perubahan entalpi; perubahan terkait dengan transisi padat-cair disebut kalor peleburan dan perubahan yang terkait dengan transisi-gas cair disebut kalor penguapan.

Perubahan entalpi untuk reaksi yang diberikan sering dapat digunakan untuk memberitahu bagaimana reaksi yang menguntungkan; reaksi eksotermis melibatkan hilangnya kalor dan energi final lebih rendah dan dengan demikian cenderung menguntungkan, sementara reaksi endotermik cenderung tidak menguntungkan karena melibatkan peningkatan energi.

Namun, ada faktor-faktor lain, seperti perubahan entropi, yang juga harus diperhitungkan dalam menentukan apakah suatu proses dapat terjadi atau tidak.

Jenis Entalpi

Ada beberapa jenis entalpi tergantung pada zat dan proses yang terlibat. Ketika proses tersebut melibatkan pelepasan energi, itu adalah reaksi eksoterm, sedangkan penangkapan energi berarti reaksi endoterm.

Berdasarkan penjelasan di atas, entalpi diklasifikasikan sebagai:

Entalpi pembentukan

Ini adalah energi yang dibutuhkan untuk membentuk mol suatu zat dari unsur-unsur penyusunnya. Ingatlah bahwa mol adalah satuan ukuran zat yang setara dengan 6,023×1023 atom atau molekul.

Contoh entalpi pembentukan adalah penyatuan oksigen (O) dan hidrogen (H) membentuk air (H2O), yang perubahan energinya atau entalpi (ΔH) adalah -285.820 KJ / mol.

Entalpi reaksi

Ini adalah energi yang dilepaskan oleh reaksi kimia di bawah tekanan konstan.

Contoh entalpi reaksi adalah pembentukan metana (CH4) dari penyatuan karbon (C) dan hidrogen (H):

C + 2H2 → CH4

Entalpi larutan

Ini mengacu pada jumlah panas yang dilepaskan atau diserap oleh suatu zat ketika larut dalam larutan air.

Contoh entalpi larutan adalah yang terjadi ketika asam sulfat (H2SO4) dilarutkan dalam air (H2O). Jumlah energi yang dilepaskan oleh asam sangat tinggi sehingga menjadi larutan yang harus digunakan dengan tindakan keamanan tertentu.

Entalpi netralisasi

Ini adalah energi yang ditangkap atau dilepaskan ketika asam dan basa bercampur, saling menetralkan.

Contoh entalpi netralisasi adalah ketika kita mencampurkan asam asetat (CH₃COOH) dengan bikarbonat (NaHCO₃).

Entalpi pembakaran

Ini adalah energi yang dilepaskan ketika satu mol zat organik bereaksi dengan oksigen di udara dan melepaskan karbon dioksida (CO2).

Contoh entalpi pembakaran adalah yang dihasilkan oleh gas propana (C3H8), yang melepaskan energi yang digunakan sebagai bahan bakar domestik:

C3H8 + 5 O2 → 3CO2 + 4H2O

Merilis 2.044 x 103 KJ / mol

Perubahan entalpi (ΔH) = -2.044×10 ^ 3 KJ / mol

Entalpi dekomposisi

Ini adalah jumlah panas atau energi yang dilepaskan ketika satu mol zat terurai menjadi elemen yang lebih sederhana.

Contoh entalpi dekomposisi adalah ketika hidrogen peroksida atau hidrogen peroksida terurai membentuk air dan oksigen:

2H2O2 → 2H2O + O2

96.5KJ / mol dilepaskan

Perubahan entalpi (ΔH) = 96.5KJ / mol

Entalpi pelarutan

Ini mengacu pada jumlah panas atau energi yang ditangkap atau dilepaskan zat ketika lebih banyak air ditambahkan ke larutan.

Contoh entalpi pelarutan adalah ketika kita menambahkan deterjen bubuk ke air.

Entalpi perubahan fase

Ini mengacu pada pertukaran energi yang terjadi ketika suatu elemen berubah keadaan (padat, cair atau gas). Dalam pengertian ini kita memiliki:

  • Entalpi fusi: perubahan entalpi dalam transisi dari keadaan padat ke cair
  • Entalpi sublimasi: perubahan entalpi dalam transisi dari padat ke gas.
  • Entalpi penguapan: perpindahan dari cairan ke gas.

Contoh entalpi perubahan fasa adalah apa yang terjadi dalam siklus air, karena ketika beralih dari bentuk cair ke gas atau padat (atau salah satu kemungkinan kombinasinya) air melepaskan atau menyerap energi. Dalam hal ini, perubahan energi dalam peralihan air dari cair ke gas pada suhu 100 ° C sama dengan 40,66 KJ / mol.

Untuk apa entalpi

Entalpi digunakan untuk mengukur secara akurat variasi energi yang terjadi dalam suatu sistem, baik saat mengambil atau melepaskan energi ke lingkungan.

Entalpi adalah konsep kompleks dalam termodinamika yang jarang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, karena kami tidak menghitung energi yang dibutuhkan untuk memanaskan air untuk teh, misalnya. Namun, mungkin untuk memahami cara kerjanya dengan contoh sehari-hari.

Saat kita merebus air, suhunya akan naik secara bertahap hingga mencapai titik didih (100 ° C). Dalam hal ini, kita berbicara tentang entalpi negatif, karena sistem termodinamika harus mengambil energi dari lingkungan untuk meningkatkan suhunya.

Di sisi lain, ketika kita membiarkan air yang sama mendingin sedikit setelah direbus, suhunya mulai turun secara bertahap tanpa perlu intervensi eksternal. Dalam hal ini, entalpi positif, karena energi dilepaskan ke lingkungan.

Entalpi dan entropi

Entropi adalah besaran fisik yang mengukur jumlah energi dalam sistem yang tidak tersedia. Dengan menghitung besaran ini maka dimungkinkan untuk mengetahui derajat ketidakteraturan atau chaos dalam struktur suatu sistem.

Hubungan antara entalpi dan entropi diberikan oleh kesetimbangan sistem. Pada entalpi yang lebih rendah (pertukaran energi), sistem cenderung seimbang; tetapi pada saat yang sama entropi meningkat, karena ada kemungkinan kekacauan yang lebih besar dalam sistem.

Untuk bagiannya, entropi minimum menyiratkan tingkat kekacauan yang lebih rendah dan oleh karena itu, pertukaran energi (entalpi) akan lebih besar.

Related Posts