Entalpi

Entalpi er et begrep innen termodynamikken som brukes til å beskrive mengden av varme i et system. Ordet kommer fra det greske ordet «enthalpein» som betyr «å varme opp». Entalpi blir vanligvis angitt med bokstaven H  og er definert som summen av et systems indre energi U  og systemets trykk P  multiplisert med dets volum V . Derfor har man 

Denne størrelsen fremkommer ved å betrakte en liten varmemengde  ΔQ  som tilføres et system som står under konstant trykk, men har et volum som kan variere. Dermed forandres den indre energien til systemet med ΔU  samtidig som det utfører et arbeid ΔW = PΔV. Fra termodynamikkens første hovedsetning om energiens bevarelse, vil da ΔQ = ΔU + PΔV. Dette kan nå skrives som ΔQ =  ΔH  da trykket P  er konstant. Den tilførte varmen tilsvarer dermed direkte forandringen i systemets entalpi. 

Begrepet spiller en sentral rolle i beskrivelsen av kjemiske reaksjoner. Entalpiendringen i en slik reaksjon  finnes ved å trekke summen av entalpien til produktene fra summen av entalpien til utgangsstoffene, det vil si ∆ H = Hslutt - Hstart.

Matematiske sammenhenger

Når den tilførte varmen ΔQ  er tilnærmelsesvis ingenting, vil forandringen av systemet være reversibel.  Har det temperaturen T, kan denne varmemengden uttrykkes ved den tilsvarende forandringen av systemets entropi S som TdS. Termodynamikkens andre hovedsetning kan da skrives som . Det gjør det naturlig å betrakte den indre energien som en funksjon U = U(S,V) hvor S og V kalles de naturlig variable for denne funksjonen. Varmekapasiteten  ΔQ/ΔT til systemet under en oppvarming som skjer ved konstant volum kan derfor matematisk beregnes fra

 

For entalpien H = U + PV er nå det tilsvarende differensialet . Settes her inn for dU, blir dH = TdS + VdP. Derfor sies entropien S og trykket P å være de naturlig variable for entalpien. Varmekapasiteten ved oppvarming under konstant trykk er nå

 

Entalpien er formelt  forbundet med den indre energien via en Legendre-transformasjon hvor den variable V   i den energien byttes ut med den konjugerte variable . Fra entalpien H(S,P) vil den inverse transformasjonen gi den indre energien  hvor nå . Her forblir entropien uforandret og er derfor en passiv variabel.

Se også 
 Gitterentalpi
 Hess' lov

Referanser

Litteratur

 P.A. Rock, Chemical Thermodynamics, University Science Books, Oxford (1983). ISBN 0-19-855712-5.

Termodynamikk