Entalpia e capacità termica

L'entalpia, H, è una funzione di stato che combina l'energia interna di un sistema con pressione e volume.

La variazione dell'entalpia è uguale al calore assorbito o rilasciato dal sistema a pressione costante.

Consideriamo due cilindri, A e B, contenenti un gas ideale ma in condizioni diverse.

Il cilindro A è sigillato, quindi quando viene riscaldato, tutto il calore applicato aumenta l'energia interna del sistema. Il cilindro B, invece, permette l'espansione al riscaldamento e utilizza il calore sia per il lavoro che per aumentare l'energia interna del sistema.

Per il cilindro A che opera a volume costante, l'energia interna aumenta con la temperatura. Per il cilindro B, mantenuto a pressione costante, l'energia fornita è uguale alla variazione dell'entalpia, che aumenta anch'essa con la temperatura.

Un grafico dell'entalpia rispetto alla temperatura mostra che l'entalpia di un sistema aumenta man mano che la temperatura aumenta a pressione costante. La pendenza della tangente a questa curva dà la capacità termica a pressione costante, C_p.

Allo stesso modo, un grafico dell'energia interna rispetto alla temperatura mostra che l'energia interna aumenta a volume costante, e la pendenza della sua tangente definisce la capacità termica a volume costante, C_v.