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O que é entalpia e qual seu significado físico?

Passo 1

O enunciado pede para definir o que é entalpia e explicar seu significado físico. Esse tema pertence à Termodinâmica e, para responder, vamos usar a definição de função de estado, a Primeira Lei da Termodinâmica e a interpretação de calor em processos a pressão constante.

Passo 2

Definimos entalpia como a soma da energia interna do sistema com o produto pressão-volume. Em forma matemática,
H = U + pV
onde H é a entalpia, U a energia interna, p a pressão e V o volume. Como U, p e V são variáveis de estado, H também é uma função de estado.

Passo 3

Para entender o papel da entalpia em trocas de calor, derivamos H. Da Primeira Lei temos
dU = de<a Q - p,dV
e
d(pV) = p,dV + V,dp
Somando essas duas expressões:
dH = dU + d(pV) = de<a Q - p,dV + p,dV + V,dp = de<a Q + V,dp
Em um processo à pressão constante ( dp=0), fica
dH = de<a Qp,
ou seja, a variação de entalpia é igual ao calor trocado a pressão constante.

Passo 4

Físicamente, H representa não só a energia interna armazenada nas moléculas, mas também a energia necessária para “fazer espaço” no ambiente, deslocando-o sob pressão p. Em sistemas de fluxo contínuo (como turbinas ou trocadores de calor), a entalpia por unidade de massa indica a energia total transportada pelo fluido.

Resposta

A entalpia é uma função de estado definida por
H = U + pV
e, fisicamente, sua variação De<a H corresponde ao calor trocado em processos a pressão constante. Além disso, ela expressa a energia interna mais a energia de deslocar o ambiente, sendo útil para analisar sistemas de fluxo e trocas de calor a p=constante.

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