Come calcolare l'entalpia

Tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

In questa guida ti mostrerò in maniera facile e veloce come calcolare l'entalpia. Partiamo col dire che nelle trasformazioni a pressione costante della materia il calore ceduto o acquistato corrisponde ad una grandezza di stato: l'entalpia, definita dal parametro H. Dal punto di vista energetico, la relazione che si instaura è la seguente: ∆H = H (prodotti) - H (reagenti). Ossia la variazione di entalpia (∆H) corrisponde alla differenza di entalpia H dei prodotti con quella dei reagenti. Trattasi, quindi un di vero e proprio scambio di calore con l'ambiente circostante.

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Occorrente

  • conoscenze di base dei principi della termodinamica
  • conoscenza dell'unità di misura Joule
  • conoscenza del parametro costante di calore
  • 30 minuti del tuo tempo
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L'entalpia come proprietà

In quelle trasformazioni che avvengono a regime di pressione costante, il calore scambiato (cedimento o acquisti di energia in forma di calore), non può dirsi pari alla variazione interna di energia del sistema bansì corrisponde all'entalpia. Sostanzialmente definiamo l'entalpia come una funzione di stato di un preciso sistema ed esprime quanta energia il sistema può scambiare con l'ambiente.

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Calcolare l'entalpia

L'entalpia, quindi, consiste nel calore assorbito o rilasciato da un sistema durante la reazione; in un passaggio di stato che vede il passaggio dalla fase solida alla fase liquida (l'acqua a Celsius >0, per esempio), l'entalpia del sistema è il calore latente di fusione. In un banalissimo processo di variazione della temperatura, possiamo dire che definiamo entalpia quella energia scambiata dal sistema per singole variazioni del parametro Temperatura. Dal punto di vista calcolistico: H = entalpia; U = energia interna del sistema; p = pressione; V = volume. H = U + pV. Come tutti i parametri relativi all'energia, anche questo viene espresso in Joule.

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Esempi per dimostrare il fenomeno

Supponiamo di avere un calderone dotato di coperchio all'interno del quale c'è una temperatura di 14 gradi e la pressione di 0,5 BAR. Supponiamo di instaurare un processo a volume costante all'interno del calderone ponendo sul coperchio una forza tale per cui quest'ultimo rimanga fermo. L'aria contenuta nel calderone, aumenterà di temperatura con un ovvio e cospicuo aumento di pressione. Siamo dinanzi ad un processo detto ISOCORO (volume costante) in cui l'entalpia dipende solo ed esclusivamente dai parametri p e T. Andando avanti con l'esperienza, leviamo il coperchio dal calderone. Trasformeremo il processo da ISOCORO ad ISOBARO (pressione costante, quella dell'atmosfera). In questo modo, giocoforza, avremo necessariamente un'espansione del gas dentro il calderone (dell'aria) che comporterà un aumento di volume ed un lavoro W sottoposto alla linea di trasformazione. Anche in questo caso, applicando i principi della termodinamica possiamo dire che in uno stato isobaro il calore che viene scambiato dal sistema è proprio uguale a ∆H ossia la variazione di entalpia.

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Guarda il video

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Prima di approfondire l'entalpia, dai un'occhiata al link in allegato, sia il video che la guida. Potrai trovare ottimi consigli sia sulla termodinamica che sull'entalpia.
Alcuni link che potrebbero esserti utili:

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