¿Qué es la entalpía?

Asumiré que quieres saber qué es la entalpía (H) ya que también acabas de aprender sobre la energía interna (E o U) y no sabes la diferencia.

Primero, la entalpía es otra forma de medir los cambios de energía en un sistema.

Entonces, ¿por qué los químicos lo usan tanto? ¿Por qué no usar energía interna?

Resulta que medir los cambios internos de energía puede ser muy complicado. Es la suma del calor (q) y el trabajo (w) del proceso. Puedes medir el calor usando un calorímetro … incluso uno simple (taza de café con termómetro) funciona bien. ¿Pero cómo se mide el trabajo? Si su reacción produce gas, puede medir el cambio en el volumen de alguna manera usando cristalería complicada … o usar un calorímetro de bomba para forzar el trabajo a cero (sin cambio en el volumen).

De todos modos, esto es tedioso. En cambio, se inventó un nuevo término termodinámico que elimina la necesidad de calcular el componente de trabajo.

H = U + PV … entalpía = energía interna + (presión * volumen)

En condiciones de laboratorio, es decir, haciendo su reacción en un vaso abierto, termina con una presión constante (presión atmosférica) y esta ecuación se reduce a esto:

delta H = q

Por lo tanto, su cambio en la entalpía se puede determinar midiendo la transferencia de calor.

Si desea una mejor comprensión de esto, tendrá que tomar una clase de termodinámica.

La entalpía es una medida de transferencia de calor. No se refiere a un proceso. Más bien, se refiere a un estado del sistema.

La entalpía es una medida de energía en el sistema, que es la forma de energía a considerar cuando el sistema está cerrado y opera a presión constante (bastante raro) o cuando el sistema está abierto, con entradas y salidas (bastante común).

La expresión para la entalpía H es
H = U + PV
en el que U es la energía interna y PV (multiplicación de presión por volumen) es una corrección para tener en cuenta el efecto del trabajo de presión. Por qué es necesario este segundo término es una historia mucho más larga, algo que debe estudiar utilizando un libro de termodinámica, pero puedo explicárselo si tiene en mente una aplicación en particular.

La entalpía es un concepto utilizado en ciencia e ingeniería cuando es necesario calcular el calor y el trabajo.

La entalpía es similar a la energía, pero no es lo mismo. Cuando una sustancia crece o se contrae, la energía se agota o se libera. La entalpía explica esta energía. Debido a esto, los científicos a menudo calculan el cambio en la entalpía, en lugar del cambio en la energía.

La entalpía es la suma de la energía interna agregada al producto de la presión y el volumen del sistema. Refleja la capacidad de realizar trabajos no mecánicos y la capacidad de liberar calor. La entalpía se denota como H, las unidades comunes utilizadas para expresar la entalpía son el joule, la caloría o BTU (Unidad Térmica Británica).

Es “Solo otro” nombre para Energía total de un sistema termodinámico, utilizado principalmente para describir el estado de los sistemas gaseosos / de vapor … Wikipedia dice que incluye la energía interna, que es la energía requerida para crear un sistema, y ​​la cantidad de energía requerido para dejar espacio desplazando su entorno y estableciendo su volumen y presión …

Al igual que confiamos en el término Cabezal hidráulico para describir el estado del agua. En fase vapor / gaseosa, la Entalpía sirve para este propósito, ya que abarca las tres variables de estado básicas (presión, temperatura, volumen: H = U + PV) y, por lo tanto, una sola número le da la información completa.

No es una medida del contenido de calor. Un gas de alta presión y baja temperatura puede tener mayor entalpía (energía) que un gas de baja presión y alta temperatura.

La respuesta de Benoit Cushman-Roisin es correcta. Solo relataré cómo la entalpía se relaciona con otras funciones estatales.

Como sabrán, la energía interna, [matemática] U [/ matemática], es una función de estado que depende de [matemática] S [/ matemática], [matemática] V [/ matemática] y [matemática] N [/ matemática ] Lo especial sobre la energía interna es que para un sistema en constante [matemática] S [/ matemática], [matemática] V [/ matemática] y [matemática] N [/ matemática] se alcanza el equilibrio cuando [matemática] U [ / math] alcanza su valor mínimo.

Ecuación fundamental: [matemática] U = TS-PV + \ mu N [/ matemática]

Esto funciona bien cuando su sistema tiene constantes [matemática] S [/ matemática], [matemática] V [/ matemática] y [matemática] N [/ matemática] esto está bien. Sin embargo, en muchos experimentos [matemática] S [/ matemática], [matemática] V [/ matemática] y [matemática] N [/ matemática] no son constantes. Para resolver esto, podemos usar una transformación Legendre. La transformación Legendre nos permite cambiar las variables que usamos en nuestra ecuación de la siguiente manera:

[matemática] g (x, \ frac {\ parcial f} {\ parcial y}) = f (x, y) – \ frac {\ parcial f} {\ parcial y} y [/ matemática]
La transformación Legendre toma una función f (x, y) y produce una función g que depende de x, y [math] \ frac {\ partial f} {\ partial y} [/ math]

Ahora, si aplicamos la transformación Legendre a la ecuación fundamental con respecto a la variable [math] V [/ math] obtenemos:

[matemática] g (S, \ frac {\ parcial U} {\ parcial V}, N) = U (S, V, N) – \ frac {\ parcial U} {\ parcial V} V [/ matemática]

Entonces, ¿qué es [math] \ frac {\ partial U} {\ partial V} [/ math]? Si nos fijamos en el diferencial de [matemáticas] U [/ matemáticas] obtenemos:

[matemáticas] dU = TdS-PdV + \ mu dN [/ matemáticas]

También sabemos que el diferencial de [matemáticas] U [/ matemáticas] puede representarse como:

[matemática] dU = \ frac {\ parcial U} {\ parcial S} dS + \ frac {\ parcial U} {\ parcial V} dV + \ frac {\ parcial U} {\ parcial N} dN [/ matemática]

Comparando las dos formas del diferencial de [matemáticas] U [/ matemáticas] podemos ver que:

[matemática] \ frac {\ parcial U} {\ parcial V} = -P [/ matemática]

Si conectamos este hecho a nuestra transformación Legendre anterior, obtenemos:

[matemáticas] g (S, P, N) = U + PV [/ matemáticas]

Puede ver que nuestra transformación Legendre, [matemática] g (S, P, N) [/ matemática], de [matemática] U [/ matemática] con respecto a [matemática] V [/ matemática] es en realidad la entalpía [matemática ] H [/ matemáticas].

[matemática] H (S, P, N) = U + PV [/ matemática]

Ahora [matemática] H [/ matemática] es el equivalente de [matemática] U [/ matemática] en un sistema donde [matemática] S [/ matemática], [matemática] P [/ matemática] y [matemática] N [/ matemáticas] se mantienen constantes. Entonces, cuando [matemática] S [/ matemática], [matemática] P [/ matemática] y [matemática] N [/ matemática] se mantienen, se producirá un equilibrio constante cuando se minimiza [matemática] H [/ matemática].

Además, también puede realizar transformaciones de Legendre con respecto a [matemáticas] S [/ matemáticas] o [matemáticas] N [/ matemáticas] para obtener otras funciones de estado como la energía libre de Helmholtz o la energía libre de Gibb.

Para más información consulte:

Ecuaciones termodinámicas
Transformación Legendre
Transformaciones de Legendre para Dummies: página en aapt.org
Notas de Shell Lectur sobre las transformaciones de Legendre: página en pitt.edu

Definición: La entalpía es una propiedad termodinámica de un sistema. Es la suma de la energía interna agregada al producto de la presión y el volumen del sistema. Refleja la capacidad de realizar trabajos no mecánicos y la capacidad de liberar calor. La entalpía se denota como H ; entalpía específica denotada como h . Las unidades comunes que se usan para expresar la entalpía son el julio, la caloría o BTU (Unidad Térmica Británica). La entalpía en un proceso de estrangulamiento es constante.

La entalpía de un sistema es igual a la energía interna del sistema más el producto de su presión y volumen. [1] [2]

La unidad de medida para la entalpía en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el joule. Otras unidades convencionales históricas aún en uso incluyen la unidad térmica británica (BTU) y la caloría.

  • La entalpía de un sistema termodinámico se define como [13] [14]

H = U + pV donde

H es la entalpía del sistema,

U es la energía interna del sistema,

p es la presión del sistema,

V es el volumen del sistema.

  • La entalpía total, H , de un sistema no se puede medir directamente. La misma situación existe en la mecánica clásica: solo un cambio o diferencia de energía conlleva un significado físico. La entalpía misma es un potencial termodinámico, por lo tanto, para medir la entalpía de un sistema, debemos referirnos a un punto de referencia definido; por lo tanto, lo que medimos es el cambio en la entalpía, Δ H. El Δ H es un cambio positivo en las reacciones endotérmicas, y negativo en los procesos exotérmicos de liberación de calor.
  • Entalpía – Wikipedia
  • Unidad térmica británica – Wikipedia
  • Energía interna – Wikipedia

La entalpía es una medida de energía en un sistema termodinámico. Es la cantidad termodinámica equivalente al contenido de calor total de un sistema. Es igual a la energía interna del sistema más el producto de presión y volumen.

La entalpía se define como una función de estado que depende solo del estado de equilibrio prevaleciente identificado por la energía, la presión y el volumen internos del sistema. Es una cantidad extensa. La unidad de medida para la entalpía en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el joule.

Es denotado por H.

Fórmula-