پرسش

آیا گرمادرحجم ثابت برابر تغییرانرژی درونی در حجمثابتاست توضیح دهید ؟
وآیاگرما در فشار ثابت برابر تغییر آنتالپی درفشار ثابت است چرا ؟
متشكرم

پاسخ

پاسخ سؤال شما مثبت است. با توجه به اینكه انرژی درونی مجموعه‌ای از كار و گرما است:
E = q + W
و با توجه به اینكه W = -P d V درنتیجه:
E = q - P d V
با توجه به رابطه‌ی فوق، هر گونه تغییر در انرژی درونی برابر است تغییرات گرمایی با علاوه‌ی كاری كه از هر نوع انجام می‌شود. كارها ممكن است متنوع باشد، مثلاْْ كار حاصل از عبور یك جریان الكتریكی و غیره. اما در مطالعات ترمودینامیكی از نوع ساده، تنها كاری را در نظر می‌گیرند كه حاصل از تغییر در حجم باشد. به همین دلیل هنگامی كه حجم ثابت نگه داشته می‌شود به معنای آن است كه انجام كاری از نوع فوق كه مد نظر ما است، صورت نگرفته است. بنابراین تغییرات انرژی درونی، تنها برابر است با گرمایی كه رد و بدل می‌شود. یعنی تغییرات انرژی درونی در حجم ثابت، تنها برابر است با گرمای ردوبدل شده:
E)V = qV
حال در فشار ثابت تغییرات انرژی درونی برابر با گرمایی كه در فشار ثابت ردوبدل می‌شود، به علاوه‌ی كار از نوع تغییر حجمی كه در فشار ثابت انجام می‌گیرد، است:
E) P = qP - ( P d V )P
می‌توان تساوی را به صورت زیر جابجا كرد كه همان مقدار گرما در فشار ثابت است:
qP = ( d E) P + ( P d V )P
چون طرف دوم تساوی بالا در ترمودینامیك كاربرد فراوانی دارد، همه‌ی ترم طرف دوم را با نام انتالپی می‌شناسند. در واقع انتالپی، تغییر انرژی یك سیستم در فشار ثابت است و اصلاْْ ثابت بودن فشار لازمه‌ی كلمه‌ی انتالپی و نهفته در آن است، درنتیجه:
qP = d H
در روایط فوق، منظور ا ز d
دلتا یا همان تغییرات است. در فرستادن فایلها به سایت تبیان كمی مشكل پیش آمده است. در صورت رفع مشكل پاسخ شما را به صورت تصویری برای بانك سؤالات می‌فرستم و شما می‌توانید پاسخ خود را به وضوح مشاهده فرمائید.
لطفاْْ پاسخ كامل خود را به صورت تصویری در بانك سؤالات تبیان مشاهده فرمائید.