Entalpia ca funție de stare

Definiție si semnificații

Entalpia

Schimbarea energiei interne nu este egală cu energia

transferată ca căldură atunci când sistemul este liber să și

schimbe volumul. În aceste condiții, o parte din energia

furnizată ca căldură sistemului este returnată în împrejurimi ca

lucrare de expansiune (Fig. 2.12), deci dU este mai mic decât dq.

Cu toate acestea, vom arăta acum că, în acest caz, energia

furnizată ca căldură la presiune constantă este egală cu

schimbarea unei alte proprietăți termodinamice a sistemului,

entalpia.

Fig2.12

Când un sistem este supus unei presiuni constante și este liber

să și modifice volumul, o parte din energia furnizată ca căldură

poate scăpa înapoi în împrejurimi în timp ce funcționează.

Într un astfel de caz, schimbarea energiei interne este mai mică

decât energia supusă ca căldură.

( Definiția entalpiei

Entalpia este o forma extensiva de stare, depinde de cantitatea

de masa din sistem;

Entalpia, H, este definită ca H = U + Entalpia, H, este definită ca H = U + pV ,2.18pV ,2.18 unde p este presiunea sistemului și V este volumul său. unde p este presiunea sistemului și V este volumul său. Deoarece U, p și V sunt toate funcții de stare, entalpiDeoarece U, p și V sunt toate funcții de stare, entalpia este și o a este și o funcție de stare. Așa cum este adevărat pentru orice funcție funcție de stare. Așa cum este adevărat pentru orice funcție de stare, schimbarea entalpiei, de stare, schimbarea entalpiei, ΔH, între orice pereche de stări H, între orice pereche de stări inițiale și finale este independentă de calea dintinițiale și finale este independentă de calea dintre ele.re ele. Deși definiția entalpiei poate părea arbitrară, are implicații Deși definiția entalpiei poate părea arbitrară, are implicații importante pentru termochimie. De exemplu, arătăm importante pentru termochimie. De exemplu, arătăm în în următoarea justificare că eqn 2.18 implică faptul că modificarea următoarea justificare că eqn 2.18 implică faptul că modificarea entalpiei este egală cu energia furnizată ca căldură la presiune entalpiei este egală cu energia furnizată ca căldură la presiune constantă (cu condiția ca sistemul să nu facă nici o muncă constantă (cu condiția ca sistemul să nu facă nici o muncă suplimentară): suplimentară): - ⚫ dH = dq (la presiune constantă, fără muncă suplimentară) dH = dq (la presiune constantă, fără muncă suplimentară) (2.19a)(2.19a) - ⚫ Pentru o schimbare măsurabilă,Pentru o schimbare măsurabilă,ΔH = qH = qpp (2.19b)(2.19b)

ΔH = qH = qpp, , Pentru o modificare generală infinitPentru o modificare generală infinit ezimală a stării sistemului, ezimală a stării sistemului, U se schimbă în U + dU , p se schimbă în U se schimbă în U + dU , p se schimbă în p + dp și V se p + dp și V se schimbă în V + dV, deci din definiția din eqn 2.18, H se schimbă schimbă în V + dV, deci din definiția din eqn 2.18, H se schimbă de lade la U + pV laU + pV la H + dH = (U + dU) + (p + dp) (V + dV) = U + dU + pV +pdV + Vdp H + dH = (U + dU) + (p + dp) (V + dV) = U + dU + pV +pdV + Vdp + dpdV+ dpdV Ultimul termen este produsul a două cantități infinit de mici și, Ultimul termen este produsul a două cantități infinit de mici și, prin urmare, poate fi neglijat. Ca rezultat, după ce prin urmare, poate fi neglijat. Ca rezultat, după ce recunoaștem U + pV = H pe dreapta, constatăm că H se schimbă recunoaștem U + pV = H pe dreapta, constatăm că H se schimbă în în H + dH = H + dU + pdV + Vdp H + dH = H + dU + pdV + Vdp șși, de aici: i, de aici: dH=dU + pdV + Vdp dH=dU + pdV + Vdp