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Entalpia

Gennaio 9th, 2022 | by Marcello Colozzo |

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Consideriamo primo principio della termodinamica

Più precisamente, consideriamo una trasformazione in cui il lavoro è svolto sull'ambiente e il calore è assorbito dal sistema. Quest'ultimo è dato dall'integrale curvilineo esteso alla curva rappresentativa della trasformazione avente per estremi A e B, gli stati iniziale e finale:

e dipende da γ oltre che da A e B, giacché δQ non è un differenziale esatto. Tuttavia, nel caso particolare di una trasformazione isocora (cioè a volume costante):

la quantità di calore assorbita non dipende dalla trasformazione, ma solo dagli stati iniziale e finale. Osserviamo che non abbiamo fatto ipotesi sul carattere della trasformazione, per cui il risultato trovato vale sia per le trasformazioni reversibili che per quelle irreversibili.

Per una trasformazione a pressione costante (isobarica):

che può essere scritta come

avendo definito una nuova grandezza di stato con le dimensioni di una energia:

denominata entalpia.

Riassumendo: in una trasformazione isocora (reversibile o irreversibile) la quantità di calore assorbita è pari alla variazione di energia interna. In una trasformazione isobarica (reversibile o irreversibile) la quantità di calore assorbita è pari alla variazione di entalpia.

In ultimo, l'entalpia ci consente di definire efficacemente la capacità termica a pressione costante:

Ne concludiamo che mentre la capacità termica a volume costante è la derivata dell'energia interna rispetto alla temperatura (mantenendo costante il volume), la capacità termica a pressione costante è la derivata dell'entalpia rispetto alla temperatura (mantenendo costante la pressione).

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