إجابة:
قانون هيس يسمح لنا باتباع نهج نظري للنظر في التغييرات الحثيثة حيث يكون الاختبار التجريبي مستحيل ا أو غير عملي.
تفسير:
النظر في رد فعل ل إضافة الماء من كبريتات النحاس اللامائية (II):
هذا مثال على رد فعل لا يمكن حساب التغير الحراري لحسابه مباشرة. والسبب في ذلك هو أن الماء يجب أن يؤدي وظيفتين - كعامل مرطب وكمقياس درجة حرارة - في نفس الوقت وفي نفس عينة الماء ؛ هذا غير ممكن
ومع ذلك ، يمكننا قياس التغيرات في المحتوى الحراري من أجل تذويب كبريتات النحاس اللامائية (II) وكبريتات النحاس المائي (II) ، وبفضل قانون هيس ، يمكننا استخدام هذه البيانات لحساب تغيير المحتوى الحراري الخاص بنا الترطيب الأصلي.
يؤدي استخدام بيانات من تفاعلين بدلا من رد الفعل إلى مضاعفة حالة عدم اليقين ، وغالب ا ما تنطوي قياسات المسعر على عدم كفاءة جسيم - خاصة في مختبر المدرسة ؛ ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة هي خيارنا الوحيد نظر ا لأننا لن نتمكن من الحصول على البيانات المطلوبة.
لماذا لا يمكن قياس المحتوى الحراري مباشرة؟ + مثال
لأنها دالة للمتغيرات التي ليست كلها تسمى متغيرات طبيعية. المتغيرات الطبيعية هي تلك التي يمكننا قياسها بسهولة من خلال القياسات المباشرة ، مثل الحجم والضغط ودرجة الحرارة. T: درجة الحرارة V: الحجم P: الضغط S: Entropy G: Gibbs 'Free Energy H: Enthalpy فيما يلي اشتقاق صارم نوع ا ما يوضح كيف يمكننا قياس Enthalpy ، حتى بشكل غير مباشر. في النهاية نصل إلى تعبير يتيح لنا قياس المحتوى الحراري عند درجة حرارة ثابتة! Enthalpy هي وظيفة Entropy ، والضغط ، ودرجة الحرارة ، والحجم ، مع درجة الحرارة والضغط والحجم كمتغيرات طبيعية في إطار علاقة Maxwell: H = H (S ، P) dH = TdS + VdP (مكافئ 1) - علاقة ماكسويل نحن لسنا بحاجة لاستخدام هذه المعا
لماذا لا يساعد قانون هيس في حساب حرارة رد الفعل المتضمنة في تحويل الماس إلى الجرافيت؟
الفرق في الطاقة المجانية بين الجرافيت والماس صغير إلى حد ما ؛ الجرافيت هو صبي أكثر استقرارا من الديناميكا الحرارية. طاقة التنشيط اللازمة للتحويل ستكون كبيرة بشكل رهيب! لا أعرف عندي الفرق في الطاقة المجانية بين توزيعات الكربون 2 ؛ انها صغيرة نسبيا. ستكون طاقة التنشيط المطلوبة للتحويل ضخمة للغاية ؛ بحيث يكون الخطأ في حساب أو تغيير التغير في الطاقة أعلى من (أو على الأقل مشابه) لقيمة فرق الطاقة. هل هذا يعالج سؤالك؟
لماذا يعتبر قانون الغاز المثالي مفيد ا؟ + مثال
قانون الغاز المثالي هو معادلة بسيطة للحالة تتبعها عن كثب معظم الغازات ، خاصة في درجات الحرارة العالية والضغوط المنخفضة. PV = nRT ترتبط هذه المعادلة البسيطة بالضغط P ، والحجم V ، ودرجة الحرارة ، T لعدد ثابت من الشامات n ، لأي غاز تقريب ا. تتيح لك معرفة أي اثنين من المتغيرات الرئيسية الثلاثة (P ، V ، T) حساب الثالث عن طريق إعادة ترتيب المعادلة أعلاه لحل المتغير المطلوب. من أجل الاتساق ، من الأفضل دائم ا استخدام وحدات SI مع هذه المعادلة ، حيث يساوي ثابت الغاز R 8.314 J / (mol-K). فيما يلي مثال: ما هي درجة حرارة 3.3 مول من غاز الهيليوم المحصورة في وعاء سعة 1.8 متر ^ 3 عند ضغط 6500 باسكال؟ T = (PV) / (nR) = (6500times1.8) / (3.