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Entalpia

Definizione di entalpia

Riguardo al primo principio della termodinamica, si è visto che la variazione di energia interna di un sistema termodinamico, può essere calcolata con la seguente formula:

∆E = Q - L

in cui:

∆E = variazione di energia interna

Q = quantità di calore scambiato con l'ambiente

L = lavoro in gioco

Si è visto inoltre che per le trasformazioni fatte avvenire a pressione costante, il lavoro L può essere calcolato applicando la seguente formula:

L = P · ∆V = P · (V2 - V1)

Pertanto, nel caso di trasformazioni fatte avvenire a pressione costante, secondo il primo principio della termodinamica, la variazione di energia interna di un sistema può essere calcolata con la seguente formula:

∆E = E2 - E1 = Qp - P · (V2 - V1)

in cui:

  • E2 = energia dello stato finale del sistema
  • E1 = energia dello stato iniziale del sistema
  • Qp = quantità di calore scambiata a pressione costante con l'ambiente
  • V2 = volume finale del sistema
  • V1 = volume iniziale del sistema

Ricavando il valore di Qp, si ha:

Qp = E2 - E1 + P · V2 - P · V1

ovvero:

Qp = (E2 + P · V2) - (E1 + P · V1)

La somma (E + P · V) viene indicata con la lettera H

H = E + P · V

e viene chiamata entalpia o contenuto termico totale di un sistema, in quanto con essa si tiene conto oltre che dell'energia delle particelle che costituiscono il sistema materiale (E), anche dell'energia determinata dalla pressione e dal volume del sistema stesso, la quale viene espressa tramite il prodotto P·V che ha le dimensioni di un lavoro (energia); per info si veda: unità di misura del lavoro.

Possiamo quindi scrivere:

Qp = H2 - H1 = ∆H

Da questa formula risulta che: durante una trasformazione fatta avvenire a pressione costante la variazione di entalpia del sistema corrisponde al calore scambiato (calore di reazione).

Entalpia: funzione di stato

L'entalpia H è una funzione di stato perchè definita come somma di funzioni di stato.

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