Entalpia
L'entalpia (simbolitzada H, també anomenada contingut calorífic; del grec thalpein, 'escalfar') és una mesura de l'energia d'un sistema termodinàmic. Inclou l'energia interna, que és l'energia necessària per crear un sistema, i la quantitat d'energia requerida per fer-li lloc desplaçant el seu entorn i per establir el seu volum i pressió.[1]
L'entalpia es defineix com una funció d'estat que depèn solament de l'estat d'equilibri actual identificat per les variables energia interna, pressió i volum. És una propietat extensiva. La unitat de mesura de l'entalpia en el Sistema Internacional d'Unitats és el joule (J), però encara s'utilitzen altres unitats històriques com la unitat tèrmica britànica (BTU) i la caloria (cal).
L'entalpia és l'expressió preferida per denotar canvis d'energia en sistemes en moltes mesures químiques, biològiques i físiques a pressió constant, ja que simplifica la descripció de la transferència d'energia. A pressió constant, el canvi d'entalpia equival a l'energia transferida des de l'entorn mitjançant calor o treball diferent del treball d'expansió.
L'entalpia total H d'un sistema no es pot mesurar directament. La mateixa situació ocorre en mecànica clàssica: tan sols un canvi o diferència d'energia té significat físic. L'entalpia, per si mateixa, és un potencial termodinàmic, per la qual cosa per mesurar l'entalpia d'un sistema cal referir-se a un punt de referència; per tant, el que es mesura és un canvi en l'entalpia, ΔH. Aquest ΔH és un canvi positiu en les reaccions endotèrmiques, i negatiu en els processos exotèrmics d'alliberament de calor.
Per processos sota pressió constant, ΔH és igual al canvi en l'energia interna del sistema més el treball de pressió-volum que el sistema ha fet sobre el seu entorn.[2] Això significa que el canvi en entalpia sota aquestes condicions és la calor absorbida (o alliberada) pel material mitjançant una reacció química o per transferència de calor externa. Les entalpies de substàncies químiques a pressió constant assumeixen l'estat estàndard: normalment, 1 bar de pressió. L'estat estàndard, estrictament parlant, no especifica una temperatura, però les expressions d'entalpia se solen referir a 25 °C.
L'entalpia dels gasos ideals i dels sòlids i líquids incompressibles no depèn de la pressió, a diferència de l'entropia i de l'energia lliure de Gibbs. Els materials reals a temperatures i pressions comunes normalment s'aproximen bastant a aquest comportament, cosa que simplifica molt els càlculs i l'ús en dissenys i anàlisis pràctics.
Definició formal[modifica | modifica el codi]
L'entalpia es defineix per la següent equació:
on (totes les unitats en SI)
- H és l'entalpia (en joules)
- U és l'energia interna (en joules)
- P és la pressió del sistema (en pascals)
- V és el volum (en metres cúbics)
Referències[modifica | modifica el codi]
- ↑ Mark W. Zemansky (1968), Heat and Thermodynamics, Chapter 11 (5th edition) page 275, McGraw Hill, New York.
- ↑ G.J. Van Wylen and R.E. Sonntag (1985), Fundamentals of Classical Thermodynamics, Section 5.5 (3rd edition), John Wiley & Sons Inc. New York. ISBN 0-471-82933-1 (en anglès)
