حاسبة تغير الإنتالبي

الإنتالبي مفهوم أساسي في الديناميكا الحرارية، غالباً ما يُستخدم لوصف المحتوى الحراري الكلي للنظام. وهو مفيد بشكل خاص في العمليات التي تتغير فيها الضغط والحجم، حيث يوفر رؤية شاملة لتغيرات الطاقة أكثر من الطاقة الداخلية وحدها.

الخلفية التاريخية

ظهر مفهوم الإنتالبي في أواخر القرن التاسع عشر عندما سعى العلماء لإيجاد طرق لتبسيط حساب تغييرات الطاقة في التفاعلات الكيميائية والتحولات الطورية. فهو يدمج كل من الطاقة الداخلية للنظام والعمل الذي يقوم به النظام أو ضده من قبل البيئة المحيطة، مما يوفر مقياساً أكثر شمولاً لنقل الطاقة.

صيغة الحساب

صيغة حساب تغير الإنتالبي (dH) هي:

\[ dH = dU + dP \cdot dV \]

حيث:

• dH هو تغير الإنتالبي (J)،
• dU هو تغير الطاقة الداخلية (J)،
• dP هو تغير الضغط (Pa)،
• dV هو تغير الحجم (m^3).

مثال على الحساب

لنظام يمر بتغير في الطاقة الداخلية بمقدار 500 جول، وتغير في الضغط بمقدار 100 باسكال، وتغير في الحجم بمقدار 0.01 متر مكعب، يُحسب تغير الإنتالبي كما يلي:

\[ dH = 500 + 100 \cdot 0.01 = 501 \text{ J} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

إن فهم تغير الإنتالبي أمر حيوي للمهندسين والعلماء العاملين في مجالات مثل الهندسة الكيميائية، وعلوم المواد، وعلوم البيئة. وهو ضروري لتصميم المفاعلات، والمحركات، وغيرها من الأنظمة حيث تكون تفاعلات الحرارة والعمل حاسمة.

الأسئلة الشائعة

1. ما الذي يميز الإنتالبي عن الطاقة الداخلية؟

   • الإنتالبي يشمل الطاقة الداخلية للنظام بالإضافة إلى حاصل ضرب ضغطه وحجمه، مما يجعله مقياساً أكثر شمولاً للطاقة للعمليات التي تحدث عند ضغط ثابت.

2. كيف يؤثر الضغط على تغير الإنتالبي؟

   • يساهم الضغط في تغير الإنتالبي من خلال العمل المرتبط بتغيرات الحجم في النظام. عند ضغط ثابت، يساوي تغير الإنتالبي الحرارة الممتصة أو المنطلقة.

3. هل يمكن أن يكون تغير الإنتالبي سالباً؟

   • نعم، يشير تغير الإنتالبي السالب إلى أن النظام يطلق طاقة إلى محيطه، وهو ما يُميز التفاعلات الطاردة للحرارة.

هذه الآلة الحاسبة تبسط عملية تحديد تغير الإنتالبي، مما يسهل تطبيقه في البحث العلمي، والتعليم، والصناعة.