ENTALPİ

Şimdi bir cismin iç enerji değişimini hesaplayabilmek için ona q kadarlık ısı verdiğimizi (örneğin bir elektrik devresindeki bir direncin birim zamanda ne kadar ısı verdiğini biliriz.) veya bir reaksiyon sonucu q kadarlık ısı açığa çıktığını (çıkan ısı yardımıyla bir cismin örneğin suyun sıcaklık değişimininden yararlanabiliriz.) varsayalım. Isı verdiğimiz sistemin sıcaklığının dT kadarlık bir değişim gerçekleşirken, bu değişimi gerçekleştiren ısı miktarının dq kadar olduğunu görürüz. dT ile dq arasında doğrusal bir ilişki olduğundan;
dq = CdT
yazabiliriz. Buradaki C ısı kapasitesi olarak adlandırılır ayrıca buradaki ısı q sabit hacimde meydana geldiğinden q_v olarak da adlandırılır. (Örnek 1)
İç enerji değişimi için bu nedenle;

yazabiliriz. Buradaki C_v işlemin sabit hacimde yapıldığını ve herhangi bir iş katkısının bulunmadığını gösterir.

Eğer sistemdeki olaylar sabit bir dış basınca karşı gerçekleşirse bir başka söyleyişle, sistemin hacmi değişiyorsa dıştan verilen ısının bir kısmı ise bir iş yapılmasında kullanılacaktır. Bu nedenle böyle bir sistemde verilen ısı miktarı ile içi enerji arasında dU < dq ilişkisi söz konusu olacaktır. Bu gibi durumlar için; sabit bir dış basınca karşı harcanan ısı ile ilişkili olan bir başka termodinamik özellik olarak adlandıracağımız entalpi değerinden söz edeceğiz. Entalpi, H, için;
H = U + PV
Olarak ifade edilebilir. Buradaki P sistemin basıncıdır ve PV herhangi bir sistem için entalpiyi belirleyen bir kısımdırdır. Herhangi bir hal fonksiyonu olarak herhangi bir başlangıç ve son hal arasındaki entalpi değişimi izlenen yoldan bağımsızdır.

Şimdi dH büyüklüğünün; herhangi bir ilave iş olmaksızın bir sistemin sabit basınçtaki ısı değişimine eşit olduğunu göstermeye çalışalım. Böyle bir durum için;
dH = dU + d(PV)
dU = dq_v + dW_genleşme - P_dışdV
olduğundan;
dH = dq_v + dW_genleşme - P_dışdV + PdV + VdP
ısı değişimi sabit basınçta (dP = 0) meydana geldiğinden;
dH = dq_v + PdV = dq_p
eğer gaz ideal ise; bir reaksiyondaki entalpi değişimi için;
DH = DU + Dn RT
yazabiliriz. Bu kez verilen ısı sistemin sıcaklığını artırmak yanında bir iş yapılması içinde kullanılmıştır. Buradaki q_p ısının sabit bir basınçta verildiğini gösterir. Örneğin bir açık bir kap içerisindeki suya elektrikli bir ısıtıcı daldırılmış ve 36 Kj luk bir enerji verilmişse, suyun entalpisi 36 KJ artmıştır (DH = +36 KJ) diyebiliriz.