¿Cuál es una explicación para el concepto de entalpía y cómo difiere del calor y la energía interna?

Bueno, la entalpía se define como el contenido de energía o la capacidad de carga de energía de una masa. Se puede entender como: si una determinada masa abandona el sistema, la energía que tomaría consigo será la entalpía de esa masa, no es obligatorio que sea en realidad se va pero si se iría.

Considere un sistema a presión p y volumen específico v. Si tiene que calcular una entalpía o entalpía específica de 1 kg de dicha masa, piense en la energía que tomaría 1 kg consigo si se va. Primero, tomaría una energía igual a la energía interna de 1 kg. u.y luego tiene que empujarlo contra una presión p, por lo que se requiere un flujo de trabajo pv. Por lo tanto, la energía neta tomada es,

h = u + pv

Ahora, a diferencia de la entalpía, la energía interna es algo que posee el sistema, mientras que la entalpía no es algo que el sistema tenga en sí mismo. La energía interna es esa energía que es en virtud de la existencia física actual del sistema. Esto es la suma de energías correspondientes a los enlaces que marca del sistema, su estado, energía vibracional molecular Es decir, energía sensible, energía nuclear, etc. Se debe a las propiedades internas del sistema, por ejemplo, un sólido tiene algo de energía interna, si agrega calor latente a su energía interna, sería un líquido Generalmente, todos los demás componentes de la energía interna no cambian, por lo tanto, cuando calculamos el cambio en la energía interna, calculamos solo la energía sensible Ie mcdt.

El calor es diferente de los dos anteriores, no es un tipo de energía sino una herramienta o método de interacción energética. Significa si un sistema ha sufrido algunos cambios de energía, y ese cambio de energía se debe a la diferencia de temperatura entre 2 cuerpos, que ese tipo de interacción energética sería calor. Todo otro tipo de interacción energética es trabajo o puede deberse a la masa.

Espero que ayude.

Buena suerte

Cuando medimos el cambio de energía interna de algún proceso, puede sellar el proceso dentro de un volumen fijo, como un calorímetro, y luego el cambio de calor representa exactamente el cambio de energía interna. No hay volumen de trabajo realizado.

Lo mismo no es cierto para un cambio de calor que ocurre a presión constante.
Por ejemplo, cuando vaporizamos agua, la energía requerida es mayor para un sistema abierto que para uno cerrado dentro de un contenedor de volumen constante.

El trabajo de cambio de volumen es P dV.
La entalpía H se define como E + PV
H, E y V son propiedades extensivas.

Entonces la entalpía te dice los calores involucrados cuando la presión es una atmósfera durante todo el cambio.

¿Por qué lidiar con esta complicación extra?

  • Bueno, por un lado, se documenta una gran cantidad de entalpías.
  • Por otro lado, es mucho más fácil medir cuando la presión está abierta a la atmósfera.
  • Un tercer factor es que la entalpía es siempre el mismo signo que la energía interna y tiene una magnitud cercana, porque el trabajo fotovoltaico siempre es pequeño en comparación.

Aunque di la vaporización expansiva del agua como ejemplo, los mismos principios se aplican cuando el volumen total cae a presión constante y el ambiente funciona con PV en el sistema.

Vamos a explicar esto como:

  1. Calor: es el modo de intercambio de energía entre el sistema y el entorno debido a la diferencia de temperatura.
  2. Energía interna (E o U): es la energía del sistema que se ve afectada solo por la temperatura.
  3. Entalpía (H): es la forma de energía que se ve afectada por la temperatura, la presión y el volumen.

Sp. Entalpía = h, Sp. Energía interna = u, Presión = p, Volumen específico = v

h = u + pdv

Por lo tanto, puede decir que es el contenido total de calor del sistema.

Es la suma de energía interna y flujo de trabajo (pdv)

dado que Q = Tds, que es una función de temperatura similar a ‘u’, que también es función de la temperatura. Por lo tanto, puede determinar que tanto el contenido de calor como la energía interna se cuentan cuando cuenta la entalpía

Las cosas que mencionas no varían, como lo veo, varían mucho de la entalpía. Las unidades son en su mayoría iguales y algunas fórmulas también. ¡Pero no son los mismos!
Con la entalpía, estás calculando un sistema o una reacción química, que de lo contrario sería demasiado complejo.
Además, la dinámica térmica de un motor (de combustión interna) es bastante compleja. Tratarlo con entalpía (todo el motor como un solo sistema) hace que los cálculos sean más factibles. Todavía necesita muchas referencias para buscar los datos necesarios.