Енталпия

Серия статии на тема Статистическа физика

Формализъм Ергодична хипотеза ⋅ микросъстояние/макросъстояние ⋅ Статистическа сума ⋅ Матрица на плътността Статистически ансамбли микроканоничен ⋅ каноничен ⋅ голям каноничен Квантови статистики Максуел-Болцман ⋅ Тъждественост ⋅ Ферми-Дирак ⋅ Фермион ⋅ Бозе-Айнщайн ⋅ Бозон Потенциали Вътрешна енергия ⋅ Свободна енергия на Хелмхолц ⋅ Свободна енергия на Гибс ⋅ Енталпия ⋅ Свободна енталпия ⋅ Ентропия Газове от частици Изроден ферми-газ ⋅ Бозе-Айнщайнова кондензация ⋅ Закон на Планк Известни модели Айнщайн ⋅Дебай ⋅ Изинг ⋅ Гинзбург-Ландау Физици Келвин ⋅ Максуел ⋅ Гибс ⋅ Болцман ⋅ Планк ⋅ Паули ⋅ Дирак ⋅ Бозе ⋅ Айнщайн

Енталпията е мярка за съдържанието на енергия в дадена термодинамична система. Не много правилно може да се определи като топлината, която се съдържа в една система (атом, молекула, кристал и т.н.). В литературата се обозначава с буквата H (от английски: heat content – „съдържание на топлина“) използва се мерната единица от СИ – джаул (J). В химията и термодинамиката се използват специфичната енталпия h[kJ/kg] и моларната енталпия h_m[kJ/kmol].

Общо за енталпията

В анализа на задачи от термодинамиката често се среща израза ${\displaystyle U+pV}$, където U е вътрешната енергия, p е налягането, V е обемът на термодинамичната система. Като по компактно обозначаване на този израз се е наложила енталпията: ${\displaystyle H=U+pV}$. Енталпията е свойство на системата, т.е. за всяко равновесно състояние на конкретната термодинамична система енталпията има точно определена стойност.

Нека да разгледаме термодинамична трансформация, при която системата отива от състояние А в състояние В. Промяната на вътрешната енергия на тялото, според първия принцип на термодинамиката, е равна на разликата на получената топлина и работата, извършена от системата:

${\displaystyle \Delta U=U_{B}-U_{A}=Q-W\qquad (1)}$

По време на трансформацията работи единствено налягането:

${\displaystyle W=p\Delta V=p(V_{B}-V_{A})}$

Замествайки в (1):

${\displaystyle U_{B}-U_{A}=Q-p\Delta V=Q-p(V_{B}-V_{A})\;}$

От това уравнение следва, че получената при такава трансформация топлина е равна на:

${\displaystyle Q=(U_{B}+pV_{B})-(U_{A}+pV_{A})\;}$

Записът значително се улеснява, ако се дефинира функцията енталпия H: ${\displaystyle H=U+pV}$, т.е.

${\displaystyle Q=H_{B}-H_{A}=\Delta H\;}$

Ползата от въвеждането на тази функция е, че енталпията за разлика от топлината е функция на състоянието и е равна на полученото от системата количество топлина при постоянно налягане. Ситуациите, в които налягането е постоянно, са често срещани във физиката, например при изпарение на течност в съд на открито (т.е. подложен на атмосферното налягане) и др. Стойността на енталпията и изменението ѝ зависят единствено от началното и крайното състояние, а не от междинните състояния, през които минава системата по време на термодинамичния процес.

Тази статия, свързана с физика, все още е мъниче. Помогнете на Уикипедия, като я редактирате и разширите.