books thermochemical science
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
علم الحركة الحرارية الكيميائية (Info)
الطاقة الكيميائية هي الطاقة التي تحدث نتيجة التفاعلات بين الجزيئات . وويمكن تعريفها بأنه الشغل التي تبذلة القوة الكهربية خلال إعادة ترتيب الشحنات الكهربائية , الإلكترونات , البروتونات . وإذا إنخفضت الطاقة الكيميائية لنظام ما خلال تفاعل كيميائي يظهر الفقد في صورة حرارة أو ضوء . والعكس صحيح إذا زادت الطاقة الكيميائية لنظام ما خلال تفاعل كيميائي يكون سبب هذة الزياده تعرض النظام لحرارة أو ضوء . كما يلي :
- عند تفاعل ذرتين من ذرات الهيدروجين لتكوين جزئ الهيدروجين، تنخفض الطاقة الكيميائية بمقدار 724 zj والتي تستهلك في ربط الذرات مع بعضها والمسمى العلمي لها هو طاقة الرابطة .
- عند إزالة إلكترون تماما من ذرة الهيدروجين , تزداد الطاقة الكيميائية بمقدار 2.18 aj وهي ما تسببها طاقة التأين .
قد تظهر أحيانا كحرارة ناتجة عن التفاعل الكيميائي . وهي أيضا الحرارة الناتجة عن الاحتراق حيث يتحد كربون مع الأكسجين وتنشأ منه حرارة ونارا . كما نستغل التفاعل بين الكيروسين و الأكسجين في محرك الاحتراق الداخلي لإنتاج حركة السيارة . ويمكننا بواسطة قانون هس حساب الطاقة الناتجة عن طريق قيم الإنثالبي القياسي للتكوين للمواد المشتركة في التفاعل .
علم الحركة الحرارية الكيميائية هو أحد فروع علم الحركة الحرارية (الترموديناميكا) التي تهتم بدراسة الحركة الحرارية في الأجسام والأنظمة . وتتعلق الترمودينامكا الكيميائية بدراسة علاقة الحرارة و الشغل بالتفاعلات الكيميائية أو علاقتهما بالتغيرات الفيزيائية لحالة نظام يتبع قوانين الترموديناميكا. وتتضمن الترمودینامیكا الكيميائية القياس المعملي للعمليات المختلفة وكذلك تطبيق الطرق الرياضية في دراسة مسألة التفاعلات والتغير الطبيعي التلقائي الذي يحدث في عمليات مختلفة .
وقد أشار بعض الكيميائين إلى الطاقة الكيميائية على أنها نوع من أنواع الطاقة الداخلية U ويمكن قياسها عند ثبات حجم النظام . ولكن عند تغير الحجم وثبات الضغط ( كما في حالة الغازات ) , يجب إعادة الحسابات مرة أخرى لمعرفة المحتوى الحراري للنظام H (الإنثالبي ) .
ويعتبر التغير في الإنثالبي ΔH لنظام ما هو الشغل غير الميكانيكي الذي نمد به النظام أو كمية الحرارة التي نعطيها لنظام ما . وبهذة الحسابات نستطيع معرفة الشغل الذي يمكن الاستفادة منه من النظام (عند الاحتفاظ بالضغط ثابتا). { ذلك لأنه عند ثبات الضغط يتغير الحجم، وتغير حجم النظام معناه أن النظام يؤدي شغلا ميكانيكيا ويعطيه إلى الوسط المحيط. كمية الشغل p. V } .
وتكون معادلة الإنثالبي كالتالي :
والتصحيح الثاني في المعادلة هو الإنتروبيا , لمعرفة مدى إمكانية التفاعل بين النظام الوسط المحيط.
مع مراعاه طاقة غيبس الحرة والتي تعتمد على المتغيرات الطبيعية المستقلة مثل درجة الحرارة T والضغط p و كمية المادة n ، يرمز له عادة بالرمز G . وتكون معادلتها بالشكل التالي :
حيث:
- U الطاقة الداخلية لنظام ترموديناميكي،
- V الحجم،
- p الضغط ،
- S الإنتروبي
- T درجة الحرارة
وتكتب معادلة جيبس للطاقة الحرة أيضا بطريقة أخرى:
حيث H الطاقة الكلية للنظام وتسمى أيضا هاملتوني وترجع تسميتها إلى عالم الفيزياء هاملتون .
هذة التصحيحات يتم إهمالها في أغلب الحالات إلا عند التعامل مع الغازات .
ومنذ الثورة الصناعية , واستخدام فكرة تحويل الطاقة من صورة إلى صورة آخرى في الصناعة وتوليد الطاقة مثل حرق الفحم , الوقود , الغاز الطبيعي وأنواع أخرى كثيرة من الوقود الحفري :
- 1 طن مكافئ من الفحم (TCE) يولد 29.3076 GJ والتي تعادل 8141 كيلوواط ساعي .
- 1 طن نفط مكافئ (TOE) يولد 41.868 GJ والتي تعادل 11630 كيلوواط ساعي .
وطبقا لنموذج بور للذرات، فإن الطاقة الكيميائية مرتبطة بثابت ريدبرغ .
