¿Por qué el cambio en la entalpía es cero para los procesos isotérmicos?

¿Por qué el cambio en la entalpía es cero para los procesos isotérmicos?
Anonim

El CAMBIO en la entalpía es cero para los procesos isotérmicos que consisten en SOLO gases ideales.

Para los gases ideales, la entalpía es una función de solamente temperatura. Los procesos isotérmicos son por definición a temperatura constante. Por lo tanto, en cualquier proceso isotérmico que involucre solo gases ideales, el cambio en la entalpía es cero.

La siguiente es una prueba de que esto es cierto.

Desde el Relación de maxwell para la entalpía de un proceso reversible en un sistema cerrado termodinámicamente,

#dH = TdS + VdP #, # "" bb ((1)) #

dónde # T #, # S #, # V #y #PAG# Son la temperatura, la entropía, el volumen y la presión, respectivamente.

Si modificamos #(1)# Al variar infinitamente la presión a temperatura constante, obtenemos:

# ((delH) / (delP)) _ T = T ((delS) / (delcolor (rojo) (P))) _ (color (rojo) (T)) + Vcancel ((((delP) / (delP)) _T) ^ (1) # # "" bb ((2)) #

Ahora, examine el término de entropía, que cambia debido al cambio en presión en constante temperatura.

los Energía libre de Gibbs es una función de temperatura y presión desde sus Maxwell Relation para un proceso reversible en un sistema cerrado termodinámicamente:

#dG = -SdT + VdP # # "" bb ((3)) #

Dado que la energía libre de Gibbs (como con cualquier función termodinámica) es una función de estado, sus derivadas cruzadas son iguales

# ((delS) / (delP)) _ T = - ((delV) / (delT)) _ P #, # "" bb ((4)) #.

Utilizando #(4)# en #(2)#, obtenemos:

#color (verde) (barra (| ul ("" ((delH) / (delP)) _ T = -T ((delV) / (delT)) _ P + V "") |)) # # "" bb ((5)) #

Esta relación, que es enteramente general , describe la variación de la entalpía debido a un cambio en la presión en un proceso isotérmico.

El supuesto de idealidad viene cuando usamos el ley del gas ideal, #bb (PV = nRT) #.

Así, #V = (nRT) / P #y #(5)# se convierte en:

#color (azul) (((delH ^ "id") / (delP)) _ T) = -T (del) / (delT) (nRT) / P _P + (nRT) / P #

# = - (nRT) / P cancelar ((d) / (dT) T _P) ^ (1) + (nRT) / P #

# = color (azul) (0) #

Así, hemos demostrado que para gases ideales A temperatura constante, su entalpía no cambia. En otras palabras, hemos demostrado que para los gases ideales, la entalpía es solo una función de la temperatura.