Enthalpie
D'après le premier principe de la thermodynamique, la variation élémentaires d'énergie interne dU d'un système est égale à la somme des quantités de chaleur et de travail que ce système a échangées avec le milieu extérieur. On peut donc écrire dU = dW + dQ.
Dans le cas particulier d'un fluide à pression uniforme P, le travail élémentaire dW s'exprime par la relation : dW = -PdV. Donc en peux écrire : dU = -PdV + dQ.
- Si la transformation s'effectue à volume constant (isochore), alors dV = 0 et donc dU = dQ.
- Si la transformation se déroule à pression constante (transformation isobare), alors dP = 0. On introduit dans ce cas la grandeur H, qui est l'enthalpie du système.
L'Enthalpie est une Fonction d'état qui intervenant dans le premier principe de la thermodynamique. Elle est définie par l'expression : H = U + PV. On utilise aussi fréquemment l'expression de l'enthalpie sous sa forme différentielle : dH = dU + PdV + VdP. En conséquence devient : dH = dQ + VdP.
Ainsi, si on change le volume du système tout en lui imposant une pression constante (transformation isobare, dP = 0), la différence d'enthalpie entre l'état final du système et l'état initial est égal à la chaleur échangée, soit ΔH = Q.
On constate que ce principe donne une définition précise de la chaleur. Lorsqu'un corps chaud est mis au contact d'un autre plus froid, on assiste à l'égalisation des températures de chaque corps. On en déduit pour un système isolé (cas dans un calorimètre) la relation suivante : ∑Qi = 0.
Nous avons : Q = m . c . (Tf - Ti)
Sachant que : m : la masse du corps en kg,
c : la chaleur massique du corps en kj.kg-1.°K-1.
(Tf - Ti) : écart de température entre l'état initial et final.
Ou : Q = C.(tf - ti)
Sachant que : C : la capacité calorifique du corps en kj.°K-1.