אנתלפיה
בתרמודינמיקה: כמות שווה לחום של מערכת. האנרגיה הפנימית של המערכת ועוד הלחץ והנפח שלה. / ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
בתרמודינמיקה, אנתלפיה היא פוטנציאל תרמודינמי השווה לסכום האנרגיה הפנימית של המערכת ומכפלת הלחץ והנפח שלה. חשיבותה העיקרית נובעת מכך שבתהליכים המתרחשים בלחץ קבוע, השינוי באנתלפיה נותן את כמות החום שזרמה אל המערכת (או ממנה, אם השינוי שלילי).
יש לפשט ערך זה: הערך מנוסח באופן טכני מדי, וקשה להבנה לקהל הרחב. | |
פוטנציאלים תרמודינמיים |
אנרגיה פנימית |
אנרגיה חופשית |
אנרגיה חופשית של הלמהולץ |
אנרגיה חופשית של גיבס |
אנתלפיה |
פוטנציאל גראנד קנוני |
רעיון האנתלפיה הוצג לראשונה ב-1875 על ידי ג'וסיה וילארד גיבס. אף על פי כן, גיבס לא השתמש בכתביו במונח "אנתלפיה", שהוטבע לראשונה ב-1909.
האנתלפיה מסומנת באות , ומוגדרת כ:
כאשר
- היא האנרגיה הפנימית של המערכת
- היא הלחץ
- היא הנפח
המשתנים הטבעיים של האנתלפיה הם האנטרופיה , הלחץ ומספר החלקיקים מסוג . מערכת שמשתנים אלה הם המשתנים הנשלטים שלה תהיה בשיווי משקל תרמודינמי כאשר האנתלפיה במינימום.
האנתלפיה היא הפוטנציאל התרמודינמי שמתקבל כאשר עושים התמרת לז'נדר על האנרגיה הפנימית, כך שהלחץ הופך למשתנה נשלט - במקום הנפח. הדיפרנציאל של האנתלפיה מתקבל מהדיפרנציאל של האנרגיה הפנימית:
- .
כאשר הוא מעבר חום אינפיניטסימלי, שמקיים , כאשר השוויון מתקיים עבור תהליכים הפיכים.
החשיבות של האנתלפיה נובעת מכך שבתהליכים שמתקיימים בלחץ קבוע (תהליכים איזובריים), כפי שלרוב קורה בתגובות כימיות: , והשינוי באנתלפיה נותן את החום שהמערכת סופגת או פולטת. הסימן של השינוי קובע האם התהליך הוא אנדותרמי (כלומר סופג חום, ואז הסימן חיובי) או אקסותרמי (כלומר פולט חום, ואז הסימן הוא שלילי).
ניתן באמצעות השוואת דיפרנציאלים לקבל ש: