אנתלפיה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

פוטנציאלים תרמודינמיים

אנתלפיה

האנתלפיה היא הפוטנציאל התרמודינמי שהמשתנים הטבעיים שלו הם האנטרופיה והלחץ. חשיבותו העיקרית נובעת מכך שבתהליכים המתרחשים בלחץ קבוע השינוי באנתלפיה נותן את כמות החום שזרמה אל המערכת (או ממנה, אם השינוי שלילי).

האנתלפיה מסומנת באות $\ H$ , ומוגדרת כ:

$\ H = U+PV$

כאשר

$\ U$ היא האנרגיה הפנימית של המערכת
$\ P$ היא הלחץ
$\ V$ היא הנפח

המשתנים הטבעיים של האנתלפיה הם האנטרופיה $\ S$ , הלחץ $\ P$ ומספרי החלקיקים $\ N_i$ מסוג $\ i$ . מערכת שמשתנים אלה הם המשתנים הנשלטים שלה תהיה בשיווי משקל תרמודינמי כאשר האנתלפיה במינימום.

האנתלפיה היא הפוטנציאל התרמודינמי שמתקבל כאשר עושים טרנספורם לז'אנדר על האנרגיה הפנימית כך שלחץ הופך למשתנה נשלט במקום הנפח. הדיפרנציאל של האנתלפיה מתקבל מהדיפרנציאל של האנרגיה הפנימית:

$\ dH= dU+d(PV) = \delta Q +VdP+ \sum_i \mu_i d N_i$ .

כאשר $\ \delta Q$ הוא מעבר חום אינפיניטסימלי, שמקיים $\ \delta Q \leq TdS$ , כאשר השוויון מתקיים עבור תהליכים הפיכים .

החשיבות של האנתלפיה נובעת מכך שבתהליכים שמתקיימים בלחץ קבוע (תהליכים איזובריים), כפי שלרוב קורה בתגובות כימיות, $\ dP=0$ , והשינוי באנתלפיה נותן את החום שהמערכת סופגת או פולטת. הסימן של השינוי קובע האם התהליך הוא אנדותרמי (כלומר סופג חום, כאשר הסימן חיובי) או אקסותרמי (כלומר פולט חום, כאשר הסימן שלילי).