Entalpia

Entalpia (del grec ἐνθάλπω [enthálpō], «agregar calor»; format per ἐν [en], «en» i θάλπω [thálpō], «calfar») és una magnitut termodinàmica, simbolisada en la lletra H mayúscula, la variació de la qual expressa una mesura de la cantitat de energia absorbida o cedida per un sistema termodinàmic, és dir, la cantitat d'energia que un sistema intercanvia en el seu entorn.

En paraules més concretes, és una funció d'estat de la termodinàmica a on la variació permet expressar la cantitat de calor posat en joc durant una transformació isobàrica, és dir, a pressió constant en un sistema termodinàmic, tenint en conte que tot objecte conegut es pot entendre com un sistema termodinàmic. Es tracta d'una transformació en el curs de la qual es pot rebre o aportar energia (per eixemple l'utilisada per a un treball mecànic). En este sentit l'entalpia és numèricament igual a la calor intercanviada en l'ambient exterior al sistema en qüestió.

Dins del Sistema Internacional d'Unitats, l'entalpia es medix habitualment en joules que, en principi, es va introduir com a unitat de treball.

El cas més típic d'entalpia és la nomenada entalpia termodinàmica. D'esta cal distinguir la funció de Gibbs, que es correspon en l'entalpia lliure, mentres que l'entalpia molar és aquella que representa un mol de la substància constituent del sistema.

Història

En l'història de la termodinàmica s'han utilisat distints térmens per a denotar lo que hui coneixem com a «entalpia». Originalment es va pensar que esta paraula va ser creada per Émile Clapeyron i Rudolf Clausius a través de la publicació de la relació de Clausius-Clapeyron en The Mollier Steam Tables and Diagrams de l'any 1827, pero el primer que va definir i va utilisar el terme «entalpia» va ser l'holandés Heike Kamerlingh Onnes, a principis del sigle XX.

Entalpia termodinàmica

L'entalpia (simbolisada generalment com a H, també nomenada contingut de calor, i calculada en jul en el sistema internacional d'unitats o també en kcal o, si no, dins del sistema anglosaxó: BTU), és una funció d'estat extensiva, que es definix com la transformada de Legendre de l'energia interna en respecte del volum.

Entalpia química

Per a una reacció exotèrmica a pressió constant, la variació d'entalpia del sistema és igual a l'energia lliberada en la reacció, incloent l'energia conservada pel sistema i la que es pert a través de l'expansió contra l'entorn (és dir que quan la reacció és exotèrmica la variació d'entalpia del sistema és negativa). Anàlogament, per a una reacció endotèrmica, la variació d'entalpia del sistema és igual a l'energia absorbida durant la reacció, incloent l'energia perduda pel sistema i la guanyada a través de l'expansió contra l'entorn (en les reaccions endotèrmiques el canvi d'entalpia és positiu per al sistema, perque guanya calor).

L'entalpia total d'un sistema no pot ser medida directament; en canvi, la variació d'entalpia d'un sistema sí pot ser medida.

Referències

• Brown, Theodore L.; LeMay, Jr., H. Eugene.; Bursten., Bruce E.; Burdge., Julia R. (2004). Química, la ciencia central (9.ª edición). Atlacomulco 500-5to. Piso Industrial Atoto53519 Naucalpan de Juárez, Edo. de México: PEARSON EDUCACIÓN
• Callen, H. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, Wiley, 1985
• Guggenheim, E. A. (1959). Termodinámica. Amsterdam: North-Holland Publishing Company
• Münster, A. (1970), Classical Thermodynamics, traducido por E. S. Halberstadt, Wiley-Interscience, Londres, ISBN 0-471-62430-6, p. 6
• Tschoegl, N.W. (2000). Fundamentals of Equilibrium and Steady-State Thermodynamics, Elsevier, Amsterdam, ISBN 0-444-50426-5, p. 17.

Bibliografia

• Gibbs, J. W. The Collected Works of J. Willard Gibbs, Vol. I (1948 edición). New Haven, CT: Yale University Press
• Haase, R. (1971). Jost, W., ed. Physical Chemistry: An Advanced Treatise. New York: Academic
• Howard, I. K. (2002). «H Is for Enthalpy, Thanks to Heike Kamerlingh Onnes and Alfred W. Porter». J. Chem. Educ. 79 (6): 697-698
• Kittel, C.; Kroemer, H. (1980). Thermal Physics. New York: S. R. Furphy & Co. p. 246

Enllaços externs

• Enthalpy example calculations – Texas A&M University Chemistry Department