Enthalpie et capacité thermique

L’enthalpie, H, est une fonction d’état qui combine l’énergie interne d’un système avec la pression et le volume.

Le changement d’enthalpie est égal à la chaleur absorbée ou libérée par le système à pression constante.

Considérons deux cylindres, A et B, contenant un gaz idéal mais dans des conditions différentes.

Le cylindre A est scellé, donc lorsqu’il est chauffé, toute la chaleur appliquée augmente l’énergie interne du système. Le cylindre B, en revanche, permet une expansion lors du chauffage et utilise la chaleur à la fois pour le travail et pour augmenter l’énergie interne du système.

Pour le cylindre A fonctionnant à volume constant, l’énergie interne augmente avec la température. Pour le cylindre B, maintenu à pression constante, l’énergie fournie est égale au changement d’enthalpie, qui augmente également avec la température.

Un graphique de l’enthalpie par rapport à la température montre que l’enthalpie d’un système augmente à mesure que sa température augmente à pression constante. La pente de la tangente à cette courbe donne la capacité thermique à pression constante, C_p.

De même, un graphique de l’énergie interne par rapport à la température montre que l’énergie interne augmente à volume constant, et que la pente de sa tangente définit la capacité thermique à volume constant, C_v.