Entalpia

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

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)

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Mark W. Zemansky (1968), Heat and Thermodynamics, Chapter 11 (5th edition) page 275, McGraw Hill, New York.
  2. 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)