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Die Enthalpie ist die Summe der Energie, die benötigt wird, um ein System zu erschaffen, bekannt als innere Energie, und der Arbeit, die erforderlich ist, um es zu etablieren. Generell wird diese Arbeit durch das Produkt aus Druck und Volumen des Systems bestimmt.

>Modell

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Definition

Die Enthalpie ist ein Maß für die Gesamtenergie eines thermodynamischen Systems. Sie umfasst die innere Energie des Systems, die die Energie darstellt, die zur Erzeugung des Systems benötigt wird, sowie die Energie, die erforderlich ist, um Platz für das System zu schaffen, indem seine Umgebung verdrängt wird. Mit anderen Worten, die Enthalpie berücksichtigt die im System enthaltene Energie und die Energie, die benötigt wird, um die umgebende Umgebung zu verdrängen, um das System aufzunehmen.

Die Enthalpie wird verwendet, um den Wärmeaustausch in Prozessen zu messen, die bei konstantem Druck ablaufen. Bei solchen Prozessen repräsentiert die Änderung der Enthalpie direkt die dem System zugeführte oder entzogene Wärme. Sie ist auch wesentlich für das Verständnis der Energiedynamik chemischer Reaktionen, indem sie anzeigt, ob eine Reaktion exotherm (Wärme freisetzend) oder endotherm (Wärme absorbierend) ist. Die Enthalpie beschreibt die Energieänderungen, die mit Phasenübergängen wie Schmelzen, Sieden oder Sublimieren verbunden sind, mit spezifischen Werten wie der Schmelzenthalpie für das Schmelzen.

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Bild

Die Enthalpie ($H$) bezieht sich auf die in einem System enthaltene Energie, einschließlich aller Energie, die erforderlich ist, um es zu erzeugen. Sie setzt sich daher aus die Innere Energie ($U$) und der Arbeit zusammen, die erforderlich ist, um das System zu bilden, was als $pV$ dargestellt wird, wobei die Druck ($p$) und der Volumen ($V$) beteiligt sind.

Es handelt sich um eine Funktion von die Entropie ($S$) und die Druck ($p$), was es ermöglicht, sie als $H = H(S,p)$ auszudrücken, und sie erfüllt die folgende mathematische Beziehung:

Ein Artikel, der als Ursprung des Konzepts betrachtet werden kann, auch wenn er nicht die Definition des Begriffs enthält, ist:

[1] "Memoir on the Motive Power of Heat, Especially as Regards Steam, and on the Mechanical Equivalent of Heat" (Abhandlung über die Triebkraft der Wärme, insbesondere in Bezug auf Dampf, und über das mechanische Äquivalent der Wärme), verfasst von Benoît Paul Émile Clapeyron (1834).

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Notiz

Die Enthalpie ($H$) erklärt, wie sich dies bei Variationen von die Druck ($p$) und die Entropie ($S$) verhält, was sich wie folgt ausdrückt:



Bei Variation von die Druck ($p$) tritt eine positive Steigung auf, die gleich der Volumen ($V$) ist.

Bei Variation von die Entropie ($S$) tritt eine negative Steigung auf, die gleich die Absolute Temperatur ($T$) ist.

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Zitat

Der Differential Enthalpie ($dH$) ist eine Funktion der Variationen von die Entropievariation ($dS$) und die Pressure Variation ($dp$), sowie der Steigungen die Partielle Ableitung der Enthalpie nach der Entropie bei konstantem Druck ($DH_{S,p}$) und die Partielle Ableitung der Enthalpie nach dem Druck bei konstanter Entropie ($DH_{p,S}$), ausgedrückt als:

Wenn man dies mit der Gleichung für der Differential Enthalpie ($dH$) vergleicht:

ergibt sich, dass die Steigung von die Partielle Ableitung der Enthalpie nach dem Druck bei konstanter Entropie ($DH_{p,S}$) in Bezug auf die Variation von der Volumen ($V$) ist:

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Übung

Der Differential Enthalpie ($dH$) ist eine Funktion der Variationen von die Entropievariation ($dS$) und die Pressure Variation ($dp$), sowie der Steigungen die Partielle Ableitung der Enthalpie nach der Entropie bei konstantem Druck ($DH_{S,p}$) und die Partielle Ableitung der Enthalpie nach dem Druck bei konstanter Entropie ($DH_{p,S}$), ausgedrückt als:

Vergleicht man dies mit der Gleichung für der Differential Enthalpie ($dH$):

stellt sich heraus, dass die Steigung von die Partielle Ableitung der Enthalpie nach der Entropie bei konstantem Druck ($DH_{S,p}$) in Bezug auf die Variation von die Absolute Temperatur ($T$) ist:

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Gleichung

Da der Differential Enthalpie ($dH$) ein exaktes Differential ist, sollten wir beachten, dass die Enthalpie ($H$) in Bezug auf die Entropie ($S$) und die Druck ($p$) unabhängig von der Reihenfolge sein muss, in der die Funktion abgeleitet wird:

$D(DH_{S,p}){p,S}=D(DH{p,S})_{S,p}$

Unter Verwendung der Beziehung zwischen der Steigung die Partielle Ableitung der Enthalpie nach der Entropie bei konstantem Druck ($DH_{S,p}$) und die Absolute Temperatur ($T$)

und der Beziehung zwischen der Steigung die Partielle Ableitung der Enthalpie nach dem Druck bei konstanter Entropie ($DH_{p,S}$) und der Volumen ($V$)

können wir folgern:

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Script

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