Энтальпия (тепловая функция, теплосодержание) — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц.
Энтальпия — это термодинамическое свойство вещества, которое указывает уровень энергии, сохраненной в его молекулярной структуре. Это значит, что, хотя вещество может обладать энергией на основании температуры и давления, не всю ее можно преобразовать в теплоту. Часть внутренней энергии всегда остается в веществе и поддерживает его молекулярную структуру. Часть кинетической энергии вещества недоступна, когда его температура приближается к температуре окружающей среды. Следовательно, энтальпия — это количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении. Единицы энтальпии — Дж/кг для удельной энергии.
Все химические реакции сопровождаются выделением (экзотермические) или поглощением (эндотермические) тепла. Мерой теплоты реакции служит изменение энтальпии ΔН, которая соответствует теплообмену при постоянном давлении. В случае экзотермических реакций система теряет тепло и ΔН — величина отрицательная. В случае эндотермических реакций система поглощает тепло и ΔН — величина положительная.
Энтальпией системы удобно пользоваться в тех случаях, когда в качестве независимых переменных, определяющих состояние системы, выбирают давление р и температуру Т.
Энтальпию часто определяют как полную энергию вещества, так как она равна сумме его внутренней энергии (и) в данном состоянии наряду с его способностью проделать работу (pv). Но в действительности энтальпия не указывает полную энергию вещества при данной температуре выше абсолютного нуля (-273°С). Следовательно, вместо того, чтобы определять энтальпию как полную теплоту вещества, более точно определять ее как общее количество доступной энергии вещества, которое можно преобразовать в теплоту.
H = U + pV,
где V - объём системы.
Полный дифференциал энтальпии (при неизменном числе частиц системы и другие макроскопических параметрах системы) имеет вид:
dH = TdS + Vdp
Равновесному состоянию системы в условиях постоянства S и р соответствует минимальное значение энтальпии. При тепловой изоляции тел (в условиях р = const) энтальпия сохраняется, поэтому ее называют иногда теплосодержанием или тепловой функцией. Условие сохранения энтальпии лежит, в частности, в основе теории Джоуля - Томсона эффекта, нашедшего важное практическое применение при сжижении газов. Термин «энтальпия» был предложен Х. Камерлинг-Оннесом.
Источники информации:
— энтальпия
— энтальпия и энтропия
— энтальпия
— энтальпия