المحتوى الحراري

تنتج بعض التفاعلات الكيميائية حرارة هائلة وتؤدي شغل علي المناطق المحيطة،مثل احتراق وقود الصواريخ،والذي يدفع المكوك الفضائي للانطلاق من الأرض. مجموع الحرارة،q،والشغل،w،هو التغيير في الطاقة الداخلية،ΔE كما جاء في القانون الأول للديناميكا الحرارية. في حالة التفاعلات الكيميائية،التي تشمل على الغازات و الموجودة عند الضغط الجوي،يكون الشغل المنجز،هو الشغل الميكانيكي المرتبط بتغييرات الحجم إما بالتمدد أو بالانكماش.

وبالتالي فإن الشغل يساوي القيمة السالبة للضغط مضروبة بالتغيير في الحجم. استبدال w في القانون الأول للديناميكا الحرارية وإعادة ترتيب المصطلحات في المعادلة يوضح أن q تساوي ΔE،بالاضافة الي،P مضروبة في ΔV،يعبر عن تدفق الحرارة تحت ضغط ثابت. في التفاعلات الكيميائية الأخرى،مثل حرق الأخشاب لطهي الطعام،يكون القياس الكمي للحرارة المنبعثة لتسهيل الطهي،اكثر اهمية من،قياس مقدار الشغل التمددي المنجز على الأشياء المحيطة.

لا نستخدم ΔE لظروف الضغط المستمر. لمناقشة تدفق الطاقة،على وجه الحصر،في صورة حرارة،هناك وظيفة ديناميكية حرارية جديدة المحتوى الحراري-يتم تعريفها. المحتوى الحراري،H،يساوي مجموع الطاقة الداخلية،وE،و شغل ضغط-الحجم،P-V.

لأن الطاقة والضغط والحجم هي وظائف الحالة،المحتوى الحراري،هو أيضًا وظيفة حالة. لا يمكن أن تكون قيم المحتوى الحراري المطلقة لمواد معينة قابله للقياس. يمكن فقط تحديد التغيير في المحتوى الحراري.

تغيير المحتوى الحراري،ΔH،يساوي التغير في الطاقة الداخلية،ΔE زائد P ضرب ΔV.بتذكر أن،التغيير في الطاقة هو مجموع الحرارة و شغل ضغط-الحجم،يمكن دمج المعادلات لاظهار أنه تحت ظروف الضغط المستمر،تساوي ΔH،الحرارة،q،المكتسبة أو المفقودة بواسطة النظام. إذا فقد النظام الطاقة من البيئة المحيطة على شكل حرارة كما في حرق الخشب ترتفع درجة حرارة البيئة المحيطة. يتم وصف ذلك من خلال إضافة علامة سالبة لـ q.

وبالتالي،ΔH تصبح سالبة،و توصف هذه العملية بالتفاعل الطارد للحرارة. و علي العكس،إذا إكتسب النظام طاقة من الاجواء المحيطة،على شكل حرارة مثل التفاعل الذي يحدث داخل حزمة التبريد الكيميائي-فإنّالحرارة في المحيط تنخفض. تأخذ الحرارة،في هذه الحالة،علامة موجبة اصطلاحاًنظرًا لأن الطاقة الداخلية تمثل الحرارة والشغل،و هو ما يجعل ΔH موجب،و هذه العملية تسمي التفاعل الماص للحرارة.