1.8.2: Entalpía

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Michael J Blandamer & Joao Carlos R Reis
University of Leicester & Faculdade de Ciencias

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Hay un mérito considerable en la identificación de una propiedad extensa de un sistema cerrado llamado entalpía,\(\mathrm{H}\). La entalpía de un sistema cerrado es una variable de estado y se define por la ecuación (a).

\[\mathrm{H}=\mathrm{U}+\mathrm{p} \, \mathrm{V}\]

Identificamos un estado dado por el símbolo I teniendo entalpía\(\mathrm{H}[\mathrm{I}]\), energía\(\mathrm{U}[\mathrm{I}]\) y volumen\(\mathrm{V}[\mathrm{I}]\) a presión\(\mathrm{p}\).

\[\mathrm{H}[\mathrm{I}]=\mathrm{U}[\mathrm{I}]+\mathrm{p} \, \mathrm{V}[\mathrm{I}]\]

Este sistema se desplaza a un estado vecino tal que el cambio diferencial en la entalpía es\(\mathrm{dH}\). Usando la ecuación (a),

\[\mathrm{dH}=\mathrm{dU}+\mathrm{p} \, \mathrm{dV}+\mathrm{V} \, \mathrm{dp}\]

Pero según la primera ley de la termodinámica, el cambio diferencial en la energía\(\mathrm{dU}\) termodinámica viene dado por '\(q-p \, d V\)' donde\(\mathrm{q}\) está el calor que acompaña al cambio. Entonces,

\[\mathrm{dH}=\mathrm{q}-\mathrm{p} \, \mathrm{dV}+\mathrm{p} \, \mathrm{dV}+\mathrm{V} \, \mathrm{dp}\]

\[\mathrm{dH}=\mathrm{q}+\mathrm{V} \, \mathrm{dp}\]

A presión constante,

\[\mathrm{dH}=\mathrm{q}\]

Para un cambio del estado I al estado II el cambio en la entalpía viene dado por la ecuación (g).

\[\Delta \mathrm{H}=\int_{\mathrm{I}}^{\mathrm{II}} \mathrm{dH}=\mathrm{H}(\mathrm{II})-\mathrm{H}(\mathrm{I})=\mathrm{q}\]

En la ecuación (g) reemplazamos la integral de dH por la diferencia\(\mathrm{H}(\mathrm{II}) - \mathrm{H}(\mathrm{I})\) porque la entalpía es una variable de estado y así\(\Delta \mathrm{H}\) es independiente del camino entre los dos estados y por lo tanto así es\(\mathrm{q}\). En soluciones líquidas, el calor registrado también es independiente de la tasa de cambio en la composición química entre el estado I y el estado II.