Entalpia

L’entalpia (indicata solitamente con $H$) è una funzione di stato termodinamica estensiva definita come la somma dell’energia interna $U$ del sistema e del prodotto della sua pressione $p$ per il suo volume $V$:

$$H = U + pV$$

Il termine $pV$ rappresenta il lavoro di pulsazione (o di flusso) associato allo spostamento del fluido, rendendo l’entalpia la grandezza d’elezione per lo studio dei sistemi aperti (volumi di controllo in cui entra ed esce massa, come turbine, compressori o ugelli).

La proprietà fondamentale dell’entalpia emerge nello studio delle trasformazioni isobare (a pressione costante) nei sistemi chiusi dove è presente solo lavoro di espansione: in questo caso, la variazione di entalpia del sistema coincide esattamente con il calore scambiato con l’ambiente:

$$\Delta H = Q_p$$

Per un gas ideale, l’entalpia dipende esclusivamente dalla temperatura. La sua variazione infinitesima si esprime in funzione del calore specifico a pressione costante $c_p$:

$$dh = c_p \, dT$$

dove $h = H/m$ è l’entalpia specifica (per unità di massa), misurata in $\text{J/kg}$. In reazioni chimiche (come la combustione), si parla di entalpia di reazione: una variazione negativa ($\Delta H < 0$) caratterizza le reazioni esotermiche (sviluppo di calore), mentre una positiva ($\Delta H > 0$) le reazioni endotermiche.