Entalpi

Entalpi adalah istilah dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi dari suatu sistem termodinamika. Entalpi terdiri dari energi dalam sistem, termasuk satu dari lima potensial termodinamika dan fungsi keadaan, juga volume dan tekanannya (merupakan besaran ekstensif. Satuan SI dari entalpi adalah joule, namun digunakan juga satuan British thermal unit dan kalori.

Total entalpi (H) tidak bisa diukur langsung. Sama seperti pada mekanika klasik, hanya perubahannya yang dapat dinilai. Entalpi merupakan potensial termodinamika, maka untuk mengukur entalpi suatu sistem, kita harus menentukan titik reference terlebih dahulu, baru kita dapat mengukur perubahan entalpi ΔH. . Perubahan ΔH bernilai positif untuk reaksi endoterm dan negatif untuk eksoterm.

Untuk proses dengan tekanan konstan, ΔH sama dengan perubahan energi dalam sistem ditambah kerja yang dilakukan sistem pada lingkungannya.^[1] Maka, perubahan entalpi pada kondisi ini adalah panas yang diserap atau dilepas melalui reaksi kimia atau perpindahan panas eksternal.

Entalpi gas ideal, solid, dan liquid tidak tergantung pada tekanan. Benda nyata pada temperatur dan tekanan ruang biasanya kurang lebih mengikuti sifat ini, sehingga dapat menyederhanakan perhitungan entalpi.

Definisi formal

Entalpi dari suatu sistem homogen didefinisikan sebagai:^[2]^[3]

H=U+pV\,

di mana:

H = entalpi sistem (joule)
U = energi dalam (joule)
P = tekanan dari sistem (Pa)
V = volume sistem ( $m^{3}$ )

Entalpi adalah properti ekstensif yang berarti untuk sistem homogen, besarnya berbanding lurus dengan ukuran sistem. Terkadang digunakan juga entalpi spesifik h =H/m dengan m adalah massa sistem, atau entalpi molar H_m = H/n, dengan n adalah jumlah mol (h dan H_m adalah properti intensif. Untuk sistem tak homogen, entalpi adalah jumlahan entalpi dari beberapa subsistem

H=\Sigma _{k}H_{k}

dengan k merujuk pada beberapa subsistem. Pada kasus untuk nilai p, T, dan komposisi yang berbeda-beda maka jumlah menjadi integral:

H=\int \rho h\mathrm {d} V,

dengan ρ adalah densitas.

Entalpi H(S,p) dari suatu sistem homogay dapat diturunkan sebagai fungsi karakteristik S dan tekanan p sebagai berikut: kita mulai dari hukum pertama termodinamika untuk sistem tertutup

\mathrm {d} U=\delta Q-\delta W.

Disini, δQ adalah sejumlah kecil panas yang ditambahkan dalam sistem dan δW adalah sejumlah kerja yang dilakukan sistem. Untuk sistem homohen hanya proses reversibel yang dapat berlangsung sehingga hukum kedua termodinamika menyatakan δQ = TdS dengan T adalah temperatur absolut sistem. Jika hanya kerja PV yang ada, δW = pdV. Sehingga

\mathrm {d} U=T\mathrm {d} S-p\mathrm {d} V.

Menambahkan d(pV) di kedua sisi sehingga menjadi

\mathrm {d} U+\mathrm {d} (pV)=T\mathrm {d} S-p\mathrm {d} V+\mathrm {d} (pV)

atau

\mathrm {d} (U+pV)=T\mathrm {d} S+V\mathrm {d} p.

Maka

\mathrm {d} H(S,p)=T\mathrm {d} S+V\mathrm {d} p.

Referensi

^ G.J. Van Wylen and R.E. Sonntag (1985), Fundamentals of Classical Thermodynamics, Section 5.5 (3rd edition), John Wiley & Sons Inc. New York. ISBN 0-471-82933-1
^ E.A. Guggenheim, Thermodynamics, North-Holland Publisching Company, Amsterdam, 1959
^ Zumdahl, Steven S. (2008). "Thermochemistry". Chemistry. Cengage Learning. hlm. 243. ISBN 978-0-547-12532-9.

[1] G.J. Van Wylen and R.E. Sonntag (1985), Fundamentals of Classical Thermodynamics, Section 5.5 (3rd edition), John Wiley & Sons Inc. New York. ISBN 0-471-82933-1

[2] E.A. Guggenheim, Thermodynamics, North-Holland Publisching Company, Amsterdam, 1959

[3] Zumdahl, Steven S. (2008). "Thermochemistry". Chemistry. Cengage Learning. hlm. 243. ISBN 978-0-547-12532-9.

[1]

[2]

[3]