entalpía
La entalpía / ˈ ɛ n θ əl p i / ( escuchar )
, una propiedad de un sistema termodinámico , es la suma de la energía interna del sistema y el producto de su presión y volumen. [1] Es una función de estado utilizada en muchas mediciones en sistemas químicos, biológicos y físicos a una presión constante, que es convenientemente proporcionada por la gran atmósfera ambiental. El término presión-volumen expresa el trabajo requerido para establecer las dimensiones físicas del sistema, es decir, para hacerle espacio desplazando su entorno. [2] [3]El término presión-volumen es muy pequeño para sólidos y líquidos en condiciones comunes y bastante pequeño para gases. Por lo tanto, la entalpía es un sustituto de la energía en los sistemas químicos; enlace , red , solvatación y otras "energías" en química son en realidad diferencias de entalpía. Como función de estado, la entalpía depende únicamente de la configuración final de la energía interna, la presión y el volumen, no del camino seguido para alcanzarla.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de medida de la entalpía es el joule . Otras unidades históricas convencionales todavía en uso incluyen la caloría y la unidad térmica británica (BTU).
La entalpía total de un sistema no se puede medir directamente porque la energía interna contiene componentes desconocidos, de difícil acceso o que no son de interés en termodinámica. En la práctica, un cambio en la entalpía es la expresión preferida para mediciones a presión constante porque simplifica la descripción de la transferencia de energía . Cuando también se evita la transferencia de materia dentro o fuera del sistema y no se realiza trabajo eléctrico o de eje, a presión constante el cambio de entalpía es igual a la energía intercambiada con el medio ambiente por calor .
En química, la entalpía estándar de reacción es el cambio de entalpía cuando los reactivos en sus estados estándar ( p = 1 bar ; generalmente T = 298 K ) cambian a productos en sus estados estándar. [4] Esta cantidad es el calor de reacción estándar a presión y temperatura constantes, pero puede medirse por métodos calorimétricos incluso si la temperatura varía durante la medición, siempre que la presión y la temperatura inicial y final correspondan al estado estándar. El valor no depende del camino desde el estado inicial al final porque la entalpía es una función de estado .
Las entalpías de las sustancias químicas generalmente se enumeran para una presión de 1 bar (100 kPa) como estado estándar. Las entalpías y los cambios de entalpía de las reacciones varían en función de la temperatura, [5] pero las tablas generalmente enumeran los calores estándar de formación de sustancias a 25 °C (298 K). Para procesos endotérmicos (absorción de calor), el cambio Δ H es un valor positivo; para procesos exotérmicos (liberación de calor) es negativo.
La entalpía de un gas ideal es independiente de su presión o volumen, y depende únicamente de su temperatura, que se correlaciona con su energía térmica. Los gases reales a temperaturas y presiones comunes a menudo se aproximan mucho a este comportamiento, lo que simplifica el diseño y el análisis termodinámicos prácticos.
