אנתלפיות של שינויים פיזיים

בתרמודינמיקה, האנתלפיה של מערכת משקפת את כמות האנרגיה הכלולה בה, שניתן להשתמש בה לביצוע עבודה. כשאנחנו דנים בשינויים פיזיקליים בחומר, כמו מעבר פאזה ממוצק לנוזל או נוזל לגז, לעיתים קרובות אנו מתייחסים למושג שינוי אנתלפיה.

השינויים הסטנדרטיים באנתלפיה עבור תגובה או תהליך פיזיקלי מוגדרים כהפרש באנתלפיה בין התוצרים במצבם הסטנדרטי לבין המגיבים במצבם הסטנדרטי, כולם נשמרים באותה טמפרטורה מוגדרת. שינוי אנתלפיה מולרית סטנדרטי זה המלווה לשינוי במצב פיזיקלי נקרא אנתלפיה סטנדרטית של מעבר.

ישנם סוגים ספציפיים של שינויים סטנדרטיים באנתלפיה התואמים לתהליכים פיזיקליים שונים. לדוגמה, האנתל הסטנדרטי של אידוי, המסומן כ-ΔH°_vap, הוא שינוי האנתלפיה לכל מול של מולקולות כאשר נוזל טהור ב-1 בר מתאדה לגז ב-1 בר.

באופן דומה, האנתל הסטנדרטי של היתוך, ΔH°_fus, מתאימה לשינוי האנתלפיה המולרית הסטנדרטית המלווה את המרת מוצק לנוזל.

היבט מרכזי של אנתלפיה הוא מאפייניה כפונקציית מצב. משמעות הדבר היא ששינוי באנתלפיה אינו תלוי במסלול בין שני מצבים. בין אם מוצק הופך ישירות לאדים (סובלימציה) או קודם נמס לנוזל ואז מתאדה, השינוי הכולל באנתלפיה נשאר זהה.

יתרה מזאת, שינוי האנתלפיה הסטנדרטי של תהליך קדמי הוא השלילי של ההפך שלו. לדוגמה, אם אנתלפיה של אידוי מים היא +44 kJ mol⁻¹ ב-298 K, אז האנתלפיה של עיבוי אדי מים בטמפרטורה זו היא −44 kJ mol⁻¹.

במהלך כל מעבר פאזה, כמות החום המעורבת פרופורציונלית לכמות החומר. באידוי מים בנקודת הרתיחה הרגילה של 100°C, קבוע הפרופורציונליות נקרא חום האידוי. הוא נמדד ב-J/g עבור כמויות בגרמים או ב-J/mol עבור כמויות בשומות.

הערכים של_{Δ H vap} מציינים את האנרגיה הנדרשת לשינוי הפאזה וקשורים לעוצמת האינטראקציות הבין-אטומיות או הבין-מולקולריות בחומרים. לדוגמה, למים יש חום אידוי יוצא דופן עבור מולקולה כה קטנה, בשל קשרי המימן החזקים בין מולקולות המים. הוא דורש אנרגיה משמעותית להפרדת מולקולות מים בודדות, שמשתקפת בחום האידוי הגבוה שלהם.