Entalpie

Entalpia este o funcție de stare a unui sistem termodinamic. Ea este legată de alte mărimi termodinamice fundamentale prin relația:

${\displaystyle \quad H=U-\sum _{i=1}^{n}X_{i}\,x_{i}\,}$

Potențiale termodinamice
Energie internă	${\displaystyle U\left(S,V,N\right)\,}$
Entalpie	${\displaystyle H\left(S,p,N\right)\,}$
Energie liberă	${\displaystyle F\left(T,V,N\right)\,}$
Entalpie liberă	${\displaystyle G\left(T,p,N\right)\,}$
modifică

unde ${\displaystyle U\,}$ este energia internă; sistemul considerat are ${\displaystyle n\,}$ grade de libertate mecanice, ${\displaystyle x=\left(x_{1},...,x_{n}\right)\,}$ sunt variabilele de poziție, iar ${\displaystyle X=\left(X_{1},...,X_{n}\right)\,}$ variabilele de forță generalizată conjugate.

Notația folosită de fizicieni pentru entalpie este ${\displaystyle H\,}$ dar în literatura tehnică se folosește mult notația ${\displaystyle I\,}$^{[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19]} în timp ce notația ${\displaystyle H\,}$ este folosită pentru diferențe (căderi) de entalpie.^{[2][3][6][11][19]} Ambele notații erau admise în standardele române.^[20]

Variația entalpiei într-o transformare termodinamică la variabile de forță constante (pentru un fluid, o transformare izobară) este egală cu energia transferată către sistem în cursul transformării sub formă de căldură.^[21]

Exprimată ca funcție de parametrii de stare temperatură și variabilele de forță, entalpia este un potențial termodinamic.

Istoric și terminologie

Gibbs a introdus conceptul care va fi denumit ulterior entalpie cu notația H de la Heat Function. Denumirea entalpie a fost dată de Heike Kamerling-Ones. Conceptul este uneori atribuit incorect lui Benoit Clapeyron și lui Rudolf Clausius care au introdus relația Clausius-Clapeyron.

Entalpia unui fluid

Fie o cantitate de fluid, care poate conține ${\displaystyle c\,}$ componente de specii chimice diferite. O stare de echilibru a acestui sistem este complet descrisă de variabilele entropie ${\displaystyle S\,}$ presiune ${\displaystyle p\,}$ și cantitățile în care sunt prezente componentele sale ${\displaystyle N=\left(N_{1},...,N_{c}\right)\,}$. Cantitățile ${\displaystyle N=\left(N_{1},...,N_{c}\right)\,}$ pot fi exprimate în unități de masă, număr de moli sau chiar număr de molecule.

Entalpia ${\displaystyle H\left(S,p,N\right)=U+pV\,}$ este un potențial termodinamic. Diferențiala totală

${\displaystyle dH=T\,dS+V\,dp+\sum _{k=1}^{c}\mu _{k}\,dN_{k}\,}$

furnizează ecuațiile de stare

${\displaystyle \left({\frac {\partial H}{\partial S}}\right)_{p,\{N_{k}\}}=T,\quad \left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{S,\{N_{k}\}}=V,\quad \left({\frac {\partial H}{\partial N_{j}}}\right)_{S,p,\{N_{k\neq j}\}}=\mu _{j}.}$