Значение слова энтальпия

ЭНТАЛЬПИЯ (от греч. enthalpo - нагреваю) однозначная функция Н состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении p, связана с внутренней энергией U соотношением Н = U + pV, где V - объем системы. При постоянном p изменение энтальпии равно количеству теплоты, подведенной к системе, поэтому энтальпию называют часто тепловой функцией или теплосодержанием. В состоянии термодинамического равновесия (при постоянных p и S) энтальпия системы минимальна.

(от греч. enthálpo ≈ нагреваю) (теплосодержание, тепловая функция Гиббса), потенциал термодинамический , характеризующий состояние термодинамической системы при выборе в качестве основных независимых переменных энтропии S и давления р. Обозначается H (S, р, N, xl), где N ≈ число частиц системы, xi ≈ другие макроскопические параметры системы. Э. ≈ аддитивная функция, т. е. Э. всей системы равна сумме Э. составляющих её частей; с внутренней энергией U системы Э. связана соотношением H = U + pV, (

1. где V ≈ объём системы. Полный дифференциал Э. (при неизменных N и xi) имеет вид:

   dH = TdS + Vdp. (

2. Из формулы (2) можно определить температуру Т и объем системы:

   ,.

   При постоянном давлении (р = const.) теплоемкость системы

   Эти свойства Э. при р = const аналогичны свойствам при постоянном объеме:

   , ═и .

   Равновесному состоянию системы в условиях постоянства S и р соответствует минимальное значение Э. Изменение Э. (DН) равно количеству теплоты, которое сообщают системе или отводят от нее при постоянном давлении, поэтому значения DН характеризуют тепловые эффекты фазовых переходов ( плавления , кипения и т. д.), химических реакций и других процессов, протекающих при постоянном давлении. При тепловой изоляции тел (в условиях р = const) Э. сохраняется, поэтому ее называют иногда теплосодержанием или тепловой функцией. Условие сохранения Э. лежит, в частности, в основе теории Джоуля ≈ Томсона эффекта , нашедшего важное практическое применение при сжижении газов . Термин «Э.» был предложен Х. Камерлинг-Оннесом .

   Д. Н. Зубарев.

Энтальпи́я, также тепловая функция и теплосодержание — термодинамический потенциал , характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления , энтропии и числа частиц.

Проще говоря, энтальпия — это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенном постоянном давлении.

Если термомеханическую систему рассматривать как состоящую из макротела ( газа ) и поршня площадью S с грузом весом Р = pS, уравновешивающего давление газа р внутри сосуда, то такая система называется расширенной.

Энтальпия или энергия расширенной системы Е равна сумме внутренней энергии газа U и потенциальной энергии поршня с грузом E = pSx = pV

Таким образом, энтальпия в данном состоянии представляет собой сумму внутренней энергии тела и работы, которую необходимо затратить, чтобы тело объёмом V ввести в окружающую среду, имеющую давление р и находящуюся с телом в равновесном состоянии. Энтальпия системы H — аналогично внутренней энергии и другим термодинамическим потенциалам — имеет вполне определенное значение для каждого состояния, то есть является функцией состояния . Следовательно, в процессе изменения состояния

Изменение энтальпии (или Тепловой эффект химической реакции ) не зависит от пути процесса, определяясь только начальным и конечным состоянием системы. Если система каким-либо путём возвращается в исходное состояние , то изменение любого её параметра, являющегося функцией состояния, равно нулю, отсюда ΔH = 0, или же

Дифференциал энтальпии, выраженный в собственных переменных — через энтропию S и давление p:

\mathrm{d}H &= \mathrm{d}(U+ pV) \\

&= \mathrm{d}U+\mathrm{d}(pV) \\
&= \mathrm{d}U+(p\,\mathrm{d}V+V\,\mathrm{d}p) \\
&= (\delta Q-p\,\mathrm{d}V)+(p\,\mathrm{d}V+V\,\mathrm{d}p) \\
&= \delta Q+V\,\mathrm{d}p \\
&= T\,\mathrm{d}S+V\,\mathrm{d}p

\end{align}

Поскольку в квазиравновесных процессах T dS = δQ — количество теплоты, подведенной к системе, отсюда вытекает физический смысл введения понятия энтальпии: её изменение — это тепло, подведенное к системе в изобарическом процессе давлении, когда резервуар открыт. Так, энтальпия образования — количество энергии, которое выделяется или поглощается при образовании сложного вещества из простых веществ.

Все химические реакции сопровождаются выделением 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

В этом случае изменение энтальпии в изобарическом процессе практически удобно рассчитывать, зная теплоемкость при постоянном давлении C(T) : $\Delta H (T_1 \to T_2) (p=\mathrm{const}) = \int\delta Q = \int\limits_{T_1}^{T_2} C_p(T) \mathrm{d} T$

При этом используется эмпирическое разложение теплоёмкости в ряд по степеням Т:

Энтальпия — величина аддитивная (экстенсивная), то есть для сложной системы равна сумме энтальпий её независимых частей H = ∑H. Подобно другим термодинамическим потенциалам, энтальпия определяется с точностью до постоянного слагаемого, которому в термодинамике часто придают произвольные значения . При наличии немеханических сил величина энтальпии системы равна

где X — обобщённая сила; y — обобщённая координата .