เอนทาลปี

แม่แบบ:ระวังสับสน {{#invoke:Sidebar |collapsible | bodyclass = plainlist | titlestyle = padding-bottom:0.3em;border-bottom:1px solid #aaa; | title = อุณหพลศาสตร์ | imagestyle = display:block;margin:0.3em 0 0.4em; | image = | caption = เครื่องจักรความร้อนการ์โนต์แบบดั้งเดิม | listtitlestyle = background:#ddf;text-align:center; | expanded = potentials

| list1name = สาขา | list1title = สาขา | list1 = แม่แบบ:Startflatlist

• แบบดั้งเดิม
• เชิงสถิติ
• เชิงเคมี

• สมดุลแม่แบบ:\ไม่สมดุล

| list2name = กฎ | list2title = กฎ | list2 = แม่แบบ:Startflatlist

• ข้อที่ศูนย์
• ข้อที่หนึ่ง
• ข้อที่สอง
• ข้อที่สาม

| list3name = ขอบเขต | list3title = ขอบเขต | list3 =

แม่แบบ:Sidebar

| list4name = sysprop | list4title = System properties

| list4 =

Note: Conjugate variables in italics

แม่แบบ:Sidebar

| list5name = material | list5title = Material properties | list5 =

• Property databases

แม่แบบ:Material properties equations (thermodynamics)

| list6name = สมการ | list6title = สมการ | list6 = แม่แบบ:Startflatlist

• Carnot's theorem
• Clausius theorem
• Fundamental relation
• กฎของแก๊สอุดมคติ

• ความสัมพันธ์ของแมกซ์เวลล์
• Onsager reciprocal relations
• Bridgman's equations
• Table of thermodynamic equations

| list7name = potentials | list7title = ศักย์ | list7 = แม่แบบ:Startflatlist

• พลังงานอิสระ
• เอนโทรปีอิสระ

| list8name = hist/cult | list8title = แม่แบบ:Hlist | list8 =

แม่แบบ:Sidebar

| list9name = นักวิทยาศาสตร์ | list9title = นักวิทยาศาสตร์ | list9 = แม่แบบ:Startflatlist

• Carathéodory
• Duhem
• Onsager
• Rankine
• Smeaton
• Stahl
• Waterston
• กลาแปรง
• การ์โน
• กิ๊บส์
• เคลาซิอุส
• จูล
• ทอมป์สัน
• ทอมสัน
• แบร์นูลลี
• ฟอน มาเยอร์
• ฟอน เฮล์มโฮลทซ์
• แมกซ์เวลล์

| below =

}} เอนทาลปี (แม่แบบ:Langx, แม่แบบ:IPAc-en) เป็นสมบัติหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์ (เขียนแทนด้วย H, h) เป็นผลรวมของพลังงานภายในของระบบกับผลคูณของความดันกับปริมาตรของระบบ เป็นฟังก์ชันสภาวะ (state function) ที่ถูกใช้ในการวัดที่หลากหลายของระบบทางกายภาพ ชีวภาพ และเคมีที่มีความดันคงที่ พจน์ความดัน-ปริมาตรแสดงถึงงานซึ่งจำเป็นสำหรับการจัดตั้งมิติทางกายภาพของระบบ กล่าวคือสำหรับการหาพื้นที่ว่างให้กับมันด้วยการเข้าแทนที่สิ่งแวดล้อมมัน พจน์ความดัน-ปริมาตรเล็กมากในของแข็งและของเหลวในเงื่อนไขทั่วไป และเล็กพอสมควรในแก๊ส ดังนั้น เอนทาลปีจึงเป็นตัวแทนสำหรับพลังงานที่มีอยู่ในระบบเคมี พลังงานพันธะ (Bond energy) พลังงานแลตทิซ (Lattice energy) พลังงานซอลเวชัน (Solvation) และ "พลังงาน" อื่น ๆ ในเคมีแท้จริงแล้วคือความแตกต่างของเอนทาลปี เอนทาลปีในฐานะที่เป็นฟังก์ชันสภาวะขึ้นอยู่กับค่ากำหนดในตอนสุดท้ายของพลังงานภายใน ความดัน และปริมาตรเท่านั้น ไม่เกี่ยวข้องกับวิถีทางที่ใช้เพื่อมาถึงมัน

ในระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ (SI) เอนทาลปีมีหน่วยเป็นจูล แต่หน่วยวัดตามธรรมเนียมประวัติศาสตร์อื่น ๆ ก็ยังมีใช้อยู่ เช่นแคลอรีและหน่วยความร้อนอังกฤษ (BTU)

เราไม่สามารถวัดเอนทาลปีทั้งหมดของระบบได้โดยตรง เพราะพลังงานภายในประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ที่ไม่รู้จัก เข้าถึงได้ไม่ง่าย และไม่ได้เป็นความสนใจของวิชาอุณหพลศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีเป็นการแสดงออกที่เป็นที่นิยมกว่าในทางปฏิบัติสำหรับการวัดที่ความดันคงที่ เพราะมันทำให้อธิบายการถ่ายเทพลังงานได้ง่ายขึ้น และเมื่อมีการกันไม่ให้สสารถ่ายเทเข้าหรือออกจากระบบ และไม่มีการทำงานเพลาหรืองานไฟฟ้าด้วย การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่ความดันคงที่จะเท่ากับพลังงานที่แลกเปลี่ยนกับสภาพแวดล้อมผ่านความร้อน

ในวิชาเคมี เอนทาลปีมาตรฐานของปฏิกิริยา (standard enthalpy of reaction) คือการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีเมื่อตัวทำปฏิกิริยาที่อยู่ในภาวะมาตรฐาน (แม่แบบ:Nowrap และโดยทั่วไป แม่แบบ:Nowrap) เปลี่ยนกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่อยู่ในภาวะมาตรฐาน ปริมาณนี้คือความร้อนมาตรฐานของปฏิกิริยาที่ความดันและอุณหภูมิคงที่ และแม้อุณหภูมิจะแปรปรวนตลอดช่วงการวัด มันยังสามารถถูกวัดได้ด้วยวิธีการวัดแคลอรี (calorimetry) ตราบใดที่ความดันและอุณหภูมิในตอนแรกและตอนท้ายเป็นตามภาวะมาตรฐาน ค่านี้ไม่ขึ้นกับวิถีทางที่ดำเนินไปจากสภาวะแรกสู่สภาวะสุดท้ายเพราะเอนทาลปีเป็นฟังก์ชันสภาวะ

เอนทาลปีของสารเคมีมักถูกจัดรายการไว้สำหรับในกรณีที่ความดันเท่ากับ แม่แบบ:Convert เป็นภาวะมาตรฐาน เอนทาลปีและการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีของปฏิกิริยานั้นแตกต่างกันไปตามฟังก์ชันของอุณหภูมิ แต่ตารางทั่วไปมักจัดรายการแสดงความร้อนมาตรฐานของการก่อตัวของสารที่อุณหภูมิ แม่แบบ:Cvt ความเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีในกระบวนการดูดความร้อน (heat-absorbing) แม่แบบ:Math จะเป็นค่าบวก ในขณะที่จะเป็นค่าลบในกระบวนการคายความร้อน

เอนทาลปีของแก๊สอุดมคติ (ideal gas) เป็นอิสระจากความดันหรือปริมาตรของมัน และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว ซึ่งสัมพันธ์กับพลังงานความร้อนของมัน แก๊สจริงที่มีอุณหภูมิและความดันทั่ว ๆ ไปมักมีพฤติกรรมประมาณได้ใกล้เคียงนี้ จึงทำให้การออกแบบและวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ในทางปฏิบัติเรียบง่ายขึ้น

นิยาม

เอนทาลปี แม่แบบ:Math ของระบบทางอุณหพลศาสตร์ถูกให้นิยามไว้ว่าคือผลรวมของพลังงานภายในกับผลคูณของความดันกับปริมาตร:

แม่แบบ:Math

โดยที่ แม่แบบ:Math คือ พลังงานภายใน แม่แบบ:Mvar คือ ความดัน และ แม่แบบ:Mvar คือ ปริมาตร (volume (thermodynamics)) ของระบบ

เอนทาลปีเป็นสมบัติที่ขึ้นกับปริมาณ (extensive property) และเป็นสัดส่วนกับขนาดของระบบ (สำหรับระบบเอกพันธุ์) ส่วนสมบัติที่ไม่ขึ้นกับปริมาณเช่นเอนทาลปีจำเพาะ (specific enthalpy) แม่แบบ:Math อ้างอิงถึงมวล แม่แบบ:Mvar ของระบบ และเอนทาลปีโมลาร์ (molar enthalpy) แม่แบบ:Math อ้างอิงถึงจำนวนโมล แม่แบบ:Mvar ของระบบ เอนทาลปีในระบบวิวิธพันธุ์จะเท่ากับผลรวมของเอนทาลปีของแต่ละระบบย่อยที่เป็นองค์ประกอบของมัน:

$$H=\sum _k{H}_k$$

โดยที่

• แม่แบบ:Mvar คือเอนทาลปีรวมของระบบย่อยทั้งหมด
• แม่แบบ:Mvar หมายถึงระบบย่อยแต่ละระบบ
• แม่แบบ:Mvar หมายถึงเอนทาลปีของระบบย่อยแต่ละระบบ

ระบบปิดระบบหนึ่งอาจอยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ข้างในสนามโน้มถ่วงสถิต (gravitational field) ความดัน แม่แบบ:Mvar ของมันจึงแปรเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องไปพร้อมกับระดับความสูง (altitude) ในขณะที่อุณหภูมิ แม่แบบ:Mvar ไม่เปลี่ยนตามระดับความสูงเนื่องด้วยข้อกำหนดของสมดุล (ความหนาแน่นของพลังงานศักย์โน้มถ่วง (gravitational potential energy) ของระบบก็เปลี่ยนตามระดับความสูงด้วย) จากการบวกรวมเอนทาลปีจึงกลายเป็นปริพันธ์:

$$H=\int (\rho h)dV$$

โดยที่

• แม่แบบ:Mvar ("โร") คือ ความหนาแน่น (มวลต่อหน่วยปริมาตร)
• แม่แบบ:Mvar คือ เอนทาลปีจำเพาะ (เอนทาลปีต่อหน่วยมวล)
• แม่แบบ:Math แทนความหนาแน่นของเอนทาลปี (Energy density) (เอนทาลปีต่อหน่วยปริมาตร)
• แม่แบบ:Mvar หมายถึง ชิ้นส่วนปริมาตรขนาดเล็กกณิกนันต์ข้างในระบบ เช่นปริมาตรของชั้นแนวนอนที่บางเป็นกณิกนันต์

ปริพันธ์นี้จึงเป็นตัวแทนของผลรวมของเอนทาลปีของชิ้นส่วนปริมาตรแต่ละชิ้นทุก ๆ ชิ้น

เอนทาลปีของระบบเอกพันธุ์ที่เป็นระบบปิดจะเป็นฟังก์ชันพลังงานของมัน แม่แบบ:Math โดยมีเอนโทรปี แม่แบบ:Math และความดัน แม่แบบ:Mvar ของมันเป็นตัวแปรสภาวะธรรมชาติ (Thermodynamic potential) ซึ่งให้ความสัมพันธ์เชิงอนุพันธ์ของ dH ในรูปที่เรียบง่ายที่สุด ได้มาดังต่อไปนี้ เราเริ่มจากกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์สำหรับระบบปิดสำหรับกระบวนการกณิกนันต์:

$$dU=\delta Q-\delta W$$

โดยที่

• แม่แบบ:Math คือ ปริมาณความร้อนขนาดเล็กที่ถูกเพิ่มเข้าไปในระบบ
• แม่แบบ:Math คือ ปริมาณของงานขนาดเล็กที่ระบบกระทำ

ในระบบเอกพันธุ์ที่พิจารณาเฉพาะกระบวนการผันกลับได้หรือการถ่ายเทความร้อนโดยบริสุทธิ์เท่านั้น จะได้จากกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์มาว่า แม่แบบ:Math โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือ อุณหภูมิสัมบูรณ์ และ แม่แบบ:Mvar คือ การเปลี่ยนแปลงแบบกณิกนันต์ของเอนโทรปี แม่แบบ:Mvar ของระบบ ต่อจากนั้น หากงานที่ถูกกระทำมี แม่แบบ:Mvar เท่านั้น แม่แบบ:Math ผลลัพธ์ก็คือ:

$$dU=TdS-pdV$$

บวก แม่แบบ:Math เข้าไปทั้งสองฝั่งของนิพจน์นี้ก็จะได้

$$dU+d(pV)=TdS-pdV+d(pV)$$

หรือ

$$d(U+pV)=TdS+Vdp$$

ดังนั้น

$$dH(S,p)=TdS+Vdp$$

แล้วสัมประสิทธิ์ของตัวแปรธรรมชาติอนุพันธ์ dS และ dp ก็เป็นเพียงตัวแปรเดี่ยว T และ V ตามลำดับ

การแสดงออกแบบอื่น

การแสดงออก แม่แบบ:Mvar ในแบบที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้อาจไม่คุ้นเคยสำหรับผู้อ่านบางคน นอกจากนั้นยังมีการแสดงออกด้วยตัวแปรที่วัดได้โดยตรงกว่านี้ เช่นอุณหภูมิและความดัน:

$$dH=C_{p}dT+V(1-\alpha T)dp$$

โดยที่ แม่แบบ:Math คือ ความจุความร้อน (Heat capacity) ที่ความดันคงที่ และ แม่แบบ:Mvar คือ สัมประสิทธิ์ของการขยายตัวจากความร้อน (เชิงปริมาตร):

$$\alpha =\frac{1}{V}{\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)}_p$$

ด้วยการแสดงออกรูปแบบนี้ ตามหลักการแล้วเราสามารถหาค่าของเอนทาลปีได้หาก แม่แบบ:Mvar และ แม่แบบ:Mvar เป็นฟังก์ชันที่รู้จักของ แม่แบบ:Mvar กับ แม่แบบ:Mvar ทว่าการแสดงออกแบบนี้จะซับซ้อนกว่าแบบ $dH=TdS+Vdp$ เพราะ แม่แบบ:Mvar ไม่ได้เป็นตัวแปรธรรชาติของเอนทาลปี แม่แบบ:Mvar ที่ความดันคงที่ แม่แบบ:Math ฉะนั้น $dH=C_{p}dT$ และในกรณีของแก๊สอุดมคติ แม่แบบ:Mvar จะลดรูปเหลือเท่านี้แม้ว่าจะมีกระบวนการที่ความดันเปลี่ยนแปลง เพราะ แม่แบบ:Mathแม่แบบ:Efn กฎข้อที่หนึ่งในรูปแบบที่ทั่วไปยิ่งขึ้นอธิบายพลังงานภายในด้วยพจน์เพิ่มเติมซึ่งประกอบด้วยศักย์เคมี (chemical potential) กับจำนวนของอนุภาคชนิดต่าง ๆ อนุพันธ์ แม่แบบ:Mvar จึงกลายเป็น

$$dH=TdS+Vdp+\sum _i{\mu }_{i}d{N}_i,$$

โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือ ศักย์เคมีต่ออนุภาคของอนุภาคชนิด แม่แบบ:Mvar และ แม่แบบ:Mvar คือ จำนวนของอนุภาคเหล่านั้น เรายังสามารถเขียนพจน์สุดท้ายได้อีกเป็น แม่แบบ:Math (โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือ จำนวนโมลขององค์ประกอบ แม่แบบ:Mvar ที่ถูกเพิ่มเข้าไปในระบบ และในกรณีนี้ แม่แบบ:Mvar คือ ศักย์เคมีโมลาร์) หรือเป็น แม่แบบ:Math (โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือ มวลขององค์ประกอบ แม่แบบ:Mvar ที่ถูกเพิ่มเข้าไปในระบบ และในกรณีนี้ แม่แบบ:Mvar คือ ศักย์เคมีจำเพาะ)

ฟังก์ชันลักษณะเฉพาะและตัวแปรสภาวะธรรมชาติ

เอนทาลปี แม่แบบ:Math แสดงออกถึงอุณหพลศาสตร์ของระบบในแบบ การแสดงแทนพลังงาน (energy representation) ตัวแปรของมันในฟังก์ชันสภาวะประกอบด้วยตัวแปรสภาวะ (state variable) ที่ไม่ขึ้นกับปริมาณหนึ่งและที่ขึ้นกับปริมาณอีกสอง ตัวแปรสภาวะ แม่แบบ:Math, แม่แบบ:Mvar และ แม่แบบ:Math เป็นตัวแปรสภาวะธรรมชาติ (natural state variable) ในการแสดงแทนรูปแบบนี้ โดยพวกมันเหมาะสำหรับการอธิบายกระบวนการต่าง ๆ ที่พวกมันถูกกำหนดโดยปัจจัยแวดล้อม เช่น เมื่อก้อนมวลอากาศในชั้นบรรยากาศเคลื่อนที่ไปยังระดับความสูงอีกระดับหนึ่ง ความดันแวดล้อมก็เปลี่ยน และกระบวนการก็มักเกิดขึ้นเร็วเสียจนไม่มีเวลาที่เพียงพอให้ความร้อนถ่ายเท นี่คือพื้นฐานของสิ่งที่เรียกว่าการประมาณแบบอะเดียแบติกหรือแบบความร้อนคงที่ที่ถูกใช้ในอุตุนิยมวิทยา

ฟังก์ชันสภาวะลักษณะเฉพาะอีกหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์ที่เป็นสังยุคของเอนทาลปีที่มีตัวแปรเหล่านี้คือเอนโทรปี มีฟังก์ชันเป็น แม่แบบ:Math โดยมีตัวแปรสภาวะที่เหมือนกันยกว้นเอนโทรปี แม่แบบ:Math ซึ่งถูกแทนด้วยเอนทาลปี แม่แบบ:Math นี่เป็นการแสดงออกของการแสดงแทนเอนโทรปี (entropy representation) ตัวแปรสภาวะ แม่แบบ:Mvar, แม่แบบ:Mvar และ แม่แบบ:Math เป็น ตัวแปรสภาวะธรรมชาติในการแสดงแทนรูปแบบนี้ โดยพวกมันเหมาะสำหรับการอธิบายกระบวนการต่าง ๆ ที่พวกมันถูกควบคุมโดยการทดลอง เช่น ค่าของ แม่แบบ:Mvar และ แม่แบบ:Mvar สามารถถูกควบคุมได้ด้วยการให้ความร้อนถ่ายเท และการปรับเฉพาะความดันภายนอกบนลูกสูบที่เป็นตัวกำหนดปริมาตรของระบบ

การตีความทางกายภาพ

พจน์ แม่แบบ:Mvar คือพลังงานของระบบ และพจน์ แม่แบบ:Mvar สามารถถูกตีความได้ว่าเป็นงาน (work (thermodynamics)) ซึ่งจำเป็นสำหรับการหา "พื้นที่ว่าง" ให้กับระบบหากความดันของสภาพแวดล้อมมีค่าคงที่ อาทิ เมื่อระบบของแก๊ส แม่แบบ:Mvar โมลที่มีปริมาตร แม่แบบ:Mvar ที่ความดัน แม่แบบ:Mvar และอุณหภูมิ แม่แบบ:Mvar ถูกสร้างขึ้นหรือถูกนำพามายังสภาวะปัจจุบันจากศูนย์สัมบูรณ์ พลังงานจะต้องได้มาเท่ากับพลังงานภายใน แม่แบบ:Mvar บวก แม่แบบ:Mvar โดยที่ แม่แบบ:Mvar คืองานที่ถูกกระทำในการดันต้านกับความดันโดยรอบ (ของบรรยากาศ)

ในวิชาฟิสิกส์และกลศาสตร์สถิติ การศึกษาถึงสมบัติภายในของระบบที่มีปริมาตรคงที่อาจเป็นที่สนใจมากกว่า และจึงอาจใช้พลังงานภายใน ในวิชาเคมี การทดลองมักทำที่ความกดอากาศคงที่ และงานความดัน-ปริมาตรแสดงถึงการแลกเปลี่ยนพลังงานกับบรรยากาศที่มีนิยามดีแล้วและมีขนาดเล็ก แม่แบบ:Math จึงเป็นค่าประมาณของความร้อนของปฏิกิริยาที่ใช้ได้ ส่วนการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีของเครื่องจักรความร้อนหลังหนึ่งรอบวัฏจักรสมบูรณ์จะเท่ากับศูนย์ เพราะสภาวะตอนต้นและตอนสุดท้ายจะเท่ากัน

ความสัมพันธ์กับความร้อน

ในการที่จะกล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่างเอนทาลปีที่เพิ่มขึ้นกับแหล่งความร้อน เราจะย้อนกลับไปหากฎข้อที่หนึ่งสำหรับระบบปิด สัญญะตามธรรมเนียมฟิสิกส์: แม่แบบ:Math โดยที่ความร้อน แม่แบบ:Mvar จะได้มาจากการนำ การแผ่รังสี หรือการทำความร้อนแบบจูล (Joule heating) เรานำมันไปใช้กับกรณีพิเศษเมื่อความดันที่ผิวคงที่ และในกรณีนี้งานจะเท่ากับ แม่แบบ:Math (โดนที่ แม่แบบ:Mvar คือความดันที่ผิวและ แม่แบบ:Mvar คือปริมาตรที่เพิ่มขึ้นของระบบ) ส่วนกรณีของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าระยะไกลจะต้องพิจารณาร่วมตัวแปรสภาวะเพิ่มเติมในการจัดสูตรของมันด้วย และจะไม่พูดถึงมัน ณ ที่นี้ ในกรณีนี้กฎข้อที่หนึ่งจะได้เป็น:

$$dU=\delta Q-pdV$$

แล้ว

$$dH=dU+d(pV)$$

ดังนั้น

$$\begin{array}{cc}dH& =\delta Q+Vdp+pdV-pdV\\ & =\delta Q+Vdp\end{array}$$

หากระบบอยู่ใต้ความดันคงที่, แม่แบบ:Math และด้วยเหตุนี้เอนทาลปีของระบบที่เพิ่มขึ้นจะเท่ากับความร้อนที่ถูกเพิ่ม:

$$dH=\delta Q$$

ในเป็นเหตุว่าทำไมในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ใช้คำว่า heat content (เนื้อหาความร้อน) ซึ่งปัจจุบันเลิกใช้แล้ว

การประยุกต์ใช้

ในอุณหพลศาสตร์ เอนทาลปีสามารถคำนวณหาได้ด้วยการหาข้อกำหนดในการสร้างระบบ ๆ หนึ่งจาก "ความไม่มีอะไร" งานเชิงกลที่ต้องใช้ แม่แบบ:Mvar จะต่างกันไปขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ได้มาระหว่างการสร้างระบบทางอุณหพลศาสตร์

พลังงานจะต้องมีเพื่อนำเอาอนุภาคออกจากสภาพแวดล้อมเพื่อหาที่ว่างเพื่อสร้างระบบขึ้นมา โดยสมมุติว่าความดัน แม่แบบ:Mvar คงที่ นี่ก็คือพจน์ แม่แบบ:Mvar พลังงานที่ต้องได้มาก็จะต้องให้สำหรับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน แม่แบบ:Mvar ด้วย ซึ่งประกอบด้วยพลังงานกระตุ้น พลังงานของการแตกตัวเป็นไอออน พลังงานของการผสม พลังงานของการกลายเป็นไอ พลังงานของพันธะเคมี และอื่น ๆ อีกมากมาย ทั้งหมดนี้เมื่อรวมกันแล้วประกอบเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี แม่แบบ:Math ส่วนการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีในระบบที่ความดันคงที่ซึ่งไม่มีงานภายนอกกระทำลงไปนอกเหนือจากงาน แม่แบบ:Mvar จะเท่ากับความร้อนที่ระบบได้รับมา

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีในระบบแบบง่ายที่มีจำนวนอนุภาคคงที่ที่ความดันคงที่จะเท่ากับปริมาณของพลังงานความร้อนสูงสุดที่จะได้มาจากกระบวนการอุณหพลวัตแบบความดันคงที่

ความร้อนของปฏิกิริยา

แม่แบบ:หลัก เราไม่สามารถวัดปริมาณเอนทาลปีรวมของระบบได้โดยตรง แต่จะการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีของระบบแทน นิยามของการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีคือสมการดังต่อไปนี้: $$\mathrm{\Delta }H=H_{\mathrm{f}}-H_{\mathrm{i}},$$ โดยที่

• แม่แบบ:Math คือ "การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี"
• แม่แบบ:Math คือ เอนทาลปีในตอนสุดท้ายของระบบ (เช่นในปฏฺกิริยาเคมี คือเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์หรือของระบบที่จุดสมดุล)
• แม่แบบ:Math คือ เอนทาลปีในตอนแรกสุดของระบบ (เช่น ในปฏิกิริยาเคมี คือเอนทาลปีของตัวทำปฏิกิริยา)

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี แม่แบบ:Math ของระบบปฏิกิริยาคายความร้อนที่ความดันคงที่จะมีค่าลบอันเนื่องจากผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาซึ่งมีเอนทาลปีน้อยกว่าตัวทำปฏิกิริยา และเท่ากับความร้อนที่ถูก คาย ออกมาในปฏิกิริยาหากไม่มีการทำงานไฟฟ้าหรืองานเพลา กล่าวได้อีกแบบว่าเอนทาลปีที่ลดลงโดยรวมนั้นเกิดขึ้นจากการผลิตความร้อน ในทางตรงกันข้าม แม่แบบ:Math ของปฏิกิริยาดูดความร้อนที่ความดันคงที่จะมีค่าบวกและเท่ากับความร้อนที่ถูกดูดไปในปฏิกิริยา

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่ความดันคงที่คือ แม่แบบ:Math จากนิยามของเอนทาลปีว่า แม่แบบ:Math อย่างไรก็ตาม ในปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ พจน์ว่าด้วยงาน แม่แบบ:Math มีขนาดเล็กกว่าการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน แม่แบบ:Math มาก ซึ่งประมาณได้เท่ากับ แม่แบบ:Math ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาเผาไหม้ของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ 2 CO(g) + O₂(g) → 2 CO₂(g), แม่แบบ:Math และ แม่แบบ:Math. ในเมื่อการเปลี่ยนแปลงนั้นขนาดเล็กมาก เอนทาลปีของปฏิกิริยาจึงมักถูกอธิบายเป็นพลังงานปฏิกิริยาและถูกวิเคราะห์เป็นพลังงานพันธะ

เอนทาลปีจำเพาะ

เอนทาลปีจำเพาะของระบบเอกรูปมีนิยามว่า แม่แบบ:Math โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือมวลของระบบ หน่วยวัดเอสไอของเอนทาลปีจำเพาะคือจูลต่อกิโลกรัม มันสามารถถูกแสดงออกด้วยปริมาณจำเพาะอื่น ๆ ได้เป็น แม่แบบ:Math โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือพลังงานภายในจำเพาะ แม่แบบ:Mvar คือความดัน และ แม่แบบ:Mvar คือปริมาตรจำเพาะซึ่งเท่ากับ แม่แบบ:Math โดยที่ แม่แบบ:Mvar คือความหนาแน่น

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตได้ในองค์ประกอบของระบบทางอุณหพลศาสตร์ขณะที่กำลังแปลงหรือเกิดปฏิกิริยาเคมี มันคือความแตกต่างระหว่างเอนทาลปีหลังจากที่กระบวนการเสร็จสิ้นแล้ว กล่าวคือเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์หากสมมุติว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยสมบูรณ์ กับเอนทาลปีในตอนแรกของระบบ กล่าวคือของตัวทำปฏิกิริยา กระบวนการเหล่านี้ถูกระบุชี้ด้วยสภาวะตอนแรกและตอนสุดท้ายเท่านั้น ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีของกระบวนการผันกลับจะเท่ากับค่าติดลบของกระบวนการเดินหน้า

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีมาตรฐานที่พบได้ทั่วไปคือเอนทาลปีของการก่อตัว (enthalpy of formation) ซึ่งหาได้มาสำหรับสารจำนวนมากแล้ว การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีถูกวัดและรวบรวมอยู่เป็นประจำในงานอ้างอิงทางเคมีและฟิสิกส์ อาทิหนังสือคู่มือเคมีและฟิสิกส์ซีอาร์ซี (CRC Handbook of Chemistry and Physics) การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีดังต่อไปนี้ที่คัดเลือกมาคืออย่างที่พบเจอได้ทั่วไปในวิชาอุณหพลศาสตร์

เมื่อใช้กับศัพท์ที่พบเจอได้เหล่านี้ คำว่าการเปลี่ยนแปลงมักถูกตัดทิ้งและสมบัติจะถูกเรียกเพียงว่าเอนทาลปีของ 'กระบวนการ' เพราะสมบัติเหล่านั้นมักถูกใช้เป็นค่าอ้างอิง การอ้างอิงพวกมันเป็นชุดของตัวแปรแวดล้อมแบบมาตรฐานจึงเป็นสิ่งที่ทำกันโดยทั่วไป กล่าวคืออุณหภูมิและความดันมาตรฐาน ประกอบด้วย:

• ความดันหนึ่งบรรยากาศ (1 atm หรือ 101.325 kPa) หรือหนึ่งบาร์
• อุณหภูมิ 25 °C หรือ 298.15 K
• ความเข้มข้น 1.0 M ขณะที่ธาตุหรือสารประกอบนั้นอยู่ในสารละลาย
• ธาตุหรือสารประกอบที่อยู่ในภาวะปกติทางกายภาพ นั่นคือภาวะมาตรฐาน

ชื่อของเอนทาลปีสำหรับค่ามาตรฐานเหล่านี้มักเติมคำว่ามาตรฐานเข้าไปด้วย เช่นเอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว

สมบัติทางเคมี

• เอนทาลปีของปฏิกิริยามีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อสารจำนวนหนึ่งโมลทำปฏิกิริยาโดยสมบูรณ์
• เอนทาลปีของการก่อตัวมีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อสารประกอบจำนวนหนึ่งโมลก่อตัวขึ้นจากองค์ประกอบพื้นฐานของมัน
• เอนทาลปีของการเผาไหม้ (Enthalpy of combustion) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อสารจำนวนหนึ่งโมลเผาไหม้โดยสมบูรณ์กับออกซิเจน
• เอนทาลปีของไฮโดรจีเนชันมีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อสารประกอบไม่อิ่มตัวจำนวนหนึ่งโมลทำปฏิกิริยาโดยสมบูรณ์กับไฮโดรเจนจำนวนมากเกินพอเพื่อก่อตัวสารประกอบที่อิ่มตัว
• เอนทาลปีของการทำให้เป็นอะตอม (Enthalpy of atomization) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จำเป็นสำหรับการแยกสารจำนวนหนึ่งโมลให้กลายเป็นอะตอมขององค์ประกอบของมันโดยสมบูรณ์
• เอนทาลปีของการสะเทิน (Enthalpy of neutralization) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อน้ำจำนวนหนึ่งโมลก่อตัวจากปฏิกิริยาของกรดกับเบส
• เอนทาลปีมาตรฐานของสารละลาย (Enthalpy of solution) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อตัวถูกละลายจำนวนหนึ่งโมลละลายโดยสมบูรณ์ลงในตัวทำละลายปริมาณมากเกินพอ ซึ่งทำให้สารละลายมีความเจือจางเป็นอนันต์
• เอนทาลปีมาตรฐานของการเสียสภาพธรรมชาติ (Denaturation (biochemistry)) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จำเป็นสำหรับการทำให้สารประกอบจำนวนหนึ่งโมลเสียสภาพธรรมชาติ
• เอนทาลปีของไฮเดรชัน (Hydration energy) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่สังเกตเห็นในส่วนประกอบหนึ่งของระบบอุณหพลศาสตร์เมื่อไอออนแก๊สจำนวนหนึ่งโมลละลายโดยสมบูรณ์ลงในน้ำและก่อตัวเป็นไอออนในน้ำจำนวนหนึ่งโมล (aqueous ion)

สมบัติทางกายภาพ

• เอนทาลปีของการหลอมเหลวมีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนสถานะของสารจำนวนหนึ่งโมลจากของแข็งกลายเป็นของเหลว
• เอนทาลปีของการกลายเป็นไอมีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนสถานะของสารจำนวนหนึ่งโมลจากของเหลวกลายเป็นแก็ส
• เอนทาลปีของการระเหิด (Enthalpy of sublimation) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนสถานะของสารจำนวนหนึ่งโมลจากของแข็งกลายเป็นแก็ส
• เอนทาลปีแลตทิซ (Lattice enthalpy) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จำเป็นสำหรับการแยกสารประกอบไอออนิกจำนวนหนึ่งโมลให้กลายเป็นไอออนแก๊สที่แยกออกจากกันโดยมีระยะห่างจากกันเป็นอนันต์ (หมายความว่าไม่มีแรงดึงดูด)
• เอนทาลปีของการผสม (Enthalpy of mixing) มีนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีเมื่อผสมสารเคมีสองชนิดเข้าด้วยกัน (โดยไม่ทำปฏิกิริยากัน)

ระบบเปิด

ระหว่างปฏิบัติการที่คงที่และต่อเนื่อง (Steady state (chemical engineering)) สมดุลพลังงานที่ประยุกต์ใช้กับระบบเปิดจะนำเอางานเพลาที่ระบบกระทำมาเท่ากับความร้อนที่ถูกเพิ่มเข้ามาบวกกับเอนทาลปีสุทธิที่ถูกเพิ่มเข้ามา

ในระบบเปิด (Open system (systems theory)) ทางอุณหพลศาสตร์ มวล (ของสาร) อาจไหลเข้าออกขอบเขตของระบบได้ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์สำหรับระบบเปิดกล่าวว่า: พลังงานภายในของระบบที่เพิ่มขึ้นจะเท่ากับปริมาณของพลังงานที่ถูกเพิ่มเข้ามาในระบบผ่านมวลที่ไหลเข้ามาและผ่านการทำความร้อน ลบด้วยปริมาณที่เสียไปจากมวลที่ไหลออกจากระบบและที่เสียไปในรูปของงานที่ระบบกระทำ: $$dU=\delta Q+d{U}_{\text{in}}-d{U}_{\text{out}}-\delta W,$$ โดยที่ แม่แบบ:Math คือพลังงานภายในเฉลี่ยที่เข้ามาในระบบ และ แม่แบบ:Math คือพลังงานภายในเฉลี่ยที่ออกจากระบบ

บริเวณของปริภูมิที่ถูกตีกรอบด้วยขอบเขตของระบบเปิดมีชื่อเรียกว่าปริมาตรควบคุม (control volume) และอาจจะตรงกับกำแพงที่เป็นกายภาพหรือไม่ก็ได้ หากเราเลือกรูปทรงของปริมาตรควบคุมให้การไหลเข้าออกทั้งหมดเกิดขึ้นตั้งฉากกับผิวของมันแล้ว การไหลเข้าระบบของมวลจะทำงานเสมือนเป็นลูกสูบของไหลที่กำลังดันเอามวลเข้าไปในระบบ และระบบก็จะทำงานลงบนการไหลออกของมวลเสมือนมันกำลังขับลูกสูบของไหลเช่นกัน ฉะนั้นจึงมีงานที่ถูกกระทำอยู่สองชนิดคือ งานไหลดังได้อธิบายไป ซึ่งถูกกระทำลงบนของไหล (มักถูกเรียกว่า งาน แม่แบบ:Mvar) กับงานเพลาซึ่งถูกกระทำลงบนอุปกรณ์กลไกเชิงกลบางจำพวก เช่นกังหันหรือเครื่องสูบ

งานทั้งสองชนิดสามารถแสดงออกได้ในสมการนี้ $$\delta W=d(p_{\text{out}}{V}_{\text{out}})-d(p_{\text{in}}{V}_{\text{in}})+\delta W_{\text{shaft}}.$$ แทนปริมาตรควบคุม (cv) เข้าไปในสมการนั้นก็จะได้: $$d{U}_{\text{cv}}=\delta Q+d{U}_{\text{in}}+d(p_{\text{in}}{V}_{\text{in}})-d{U}_{\text{out}}-d(p_{\text{out}}{V}_{\text{out}})-\delta W_{\text{shaft}}.$$ นิยามของเอนทาลปี แม่แบบ:Mvar ทำให้เราสามารถใช้ศักย์ทางอุณหพลศาสตร์ (thermodynamic potential) นี้เพื่อพิจารณาทั้งพลังงานภายในกับงาน แม่แบบ:Mvar ในของไหลในระบบเปิดได้: $$d{U}_{\text{cv}}=\delta Q+d{H}_{\text{in}}-d{H}_{\text{out}}-\delta W_{\text{shaft}}.$$ หากเราอนุญาตให้ขอบเขตของระบบเคลื่อนที่ได้ด้วย (เช่นจากลูกสูบที่เคลื่อนที่) เราก็จะได้กฎข้อที่หนึ่งสำหรับระบบเปิดในรูปแบบที่ทั่วไปพอประมาณได้ โดยเขียนแบบอนุพันธ์เทียบกับเวลาได้: $$\frac{dU}{dt}=\sum _k{\dot{Q}}_k+\sum _k{\dot{H}}_k-\sum _k{p}_k\frac{d{V}_k}{dt}-P,$$ โดยเป็นผลรวมตลอดแต่ละตำแหน่ง แม่แบบ:Mvar ที่ ๆ ได้รับความร้อนเข้าไป ที่ ๆ มวลไหลเข้าไปในระบบ และที่ ๆ ขอบเขตขยับ ส่วนพจน์ แม่แบบ:Mvar แสดงแทนอัตราไหลของเอนทาลปีซึ่งเขียนได้เป็น $${\dot{H}}_k=h_k{\dot{m}}_k=H_{\mathrm{m}}{\dot{n}}_k,$$ โดยที่ แม่แบบ:Mvar และ แม่แบบ:Mvar คืออัตราไหลของมวลและอัตราไหลโมลาร์ที่ตำแหน่ง แม่แบบ:Mvar ตามลำดับ พจน์ แม่แบบ:Math แสดงแทนอัตราการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของระบบที่ตำแหน่ง แม่แบบ:Mvar ซึ่งส่งผลเป็นกำลัง แม่แบบ:Mvar ที่ระบบกระทำ ตัวแปร แม่แบบ:Math แทนกำลังในรูปแบบอื่นใดก็ตามที่ระบบเป็นตัวกระทำ เช่นกำลังเพลา แต่ก็อาจเป็นกำลังไฟฟ้าได้ เช่นที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้า

หมายเหตุว่าการแสดงออกนี้เป็นจริงก็ต่อเมื่ออัตราไหลของพลังงานจลน์นั้นถูกอนุรักษ์ระหว่างทางเข้าและทางออกของระบบแม่แบบ:Clarify ไม่เช่นนั้นก็จะต้องรวมมันไว้ในสมดุลเอนทาลปีด้วย

ระหว่างปฏิบัติการสภาวะคงที่ของอุปกรณ์หนึ่ง (ดูที่กังหัน, เครื่องสูบ, และเครื่องยนต์ (engine)) แม่แบบ:Math โดยเฉลี่ยแล้วสามารถกำหนดให้เท่ากับศูนย์ได้ ทำให้ได้การแสดงออกที่เป็นประโยชน์สำหรับการผลิตกำลัง (Power (physics)) โดยเฉลี่ยของอุปกรณ์เหล่านี้เมื่อปราศจากปฏิกิริยาเคมี: $$P=\sum _k⟨{\dot{Q}}_k⟩+\sum _k⟨{\dot{H}}_k⟩-\sum _k⟨p_k\frac{d{V}_k}{dt}⟩,$$ โดยที่วงเล็บสามเหลี่ยม (angle bracket) หมายถึงค่าเฉลี่ยเวลา ความสำคัญทางเทคนิคของเอนทาลปีเกี่ยวข้องโดยตรงกับการที่มันอยู่ในกฎข้อที่หนึ่งสำหรับระบบเปิด ดังที่เขียนไว้ข้างบน

แผนภาพ

แผนภาพ แม่แบบ:Math ของไนโตรเจน เส้นโค้งสีแดงฝั่งซ้ายคือเส้นโค้งของการหลอมเหลว เส้นระฆังคว่ำสีแดงแสดงแทนบริเวณของสองวัฏภาค โดยฝั่งที่เอนโทรปีต่ำคือของเหลวอิ่มตัว และฝั่งที่เอนโทรปีสูงคือแก๊สอิ่มตัว เส้นโค้งสีดำแสดงถึงความสำพันธ์ แม่แบบ:Math ตลอดเส้นความดันคงที่แต่ละเส้น ความดันมีหน่วยเป็นบาร์ เส้นโค้งสีน้ำเงินคือเส้นโค้งของเอนทาลปีคงที่ โดยมีค่าระบุเป็นสีน้ำเงินในหน่วย kJ/kg จุดเฉพาะแต่ละจุด a, b, ฯลฯ จะถูกกล่าวถึงในเนื้อหาหลักในส่วนนี้

เราหาค่าเอนทาลปีของสารที่สำคัญบางชนิดได้จากซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ ในทางปฏิบัติแล้ว เราสามารถหาสมบัติเชิงวัตถุสภาพที่เกี่ยวข้องทั้งหมดในรูปแบบตารางหรือแบบกราฟได้ โดยแผนภาพมีหลายชนิด เช่นแผนภาพ แม่แบบ:Math ซึ่งแสดงเอนทาลปีจำเพาะ แม่แบบ:Mvar เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ แม่แบบ:Mvar ที่ความดัน แม่แบบ:Mvar ต่าง ๆ และแผนภาพ แม่แบบ:Math ซึ่งแสดง แม่แบบ:Mvar เป็นฟังก์ชันของ แม่แบบ:Mvar ที่ค่า แม่แบบ:Mvar ต่าง ๆ หนึ่งในแผนภาพที่พบได้ทั่วไปที่สุดคือแผนภาพอุณหภูมิ-เอนโทรปีจำเพาะ (แผนภาพ แม่แบบ:Math) ซึ่งแสดงเส้นโค้งของการหลอมเหลวและค่าของของเหลวกับแก๊สอิ่มตัวไว้ด้วยกันพร้อมกับเส้นความดันคงที่และเส้นเอนทาลปีคงที่ แผนภาพพวกนี้เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังที่วิศวกรความร้อนนำมาใช้

การประยุกต์ใช้พื้นฐานบางแบบ

จุด a จนถึงจุด h ในภาพมีบทบาทในเนื้อหาส่วนนี้

จุด	แม่แบบ:Mvar (K)	แม่แบบ:Mvar (บาร์)	แม่แบบ:Mvar (แม่แบบ:Nowrap)	แม่แบบ:Mvar (kJ/kg)
a	300	1	6.85	461
b	380	2	6.85	530
c	300	200	5.16	430
d	270	1	6.79	430
e	108	13	3.55	100
f	77.2	1	3.75	100
g	77.2	1	2.83	28
h	77.2	1	5.41	230

จุด e และจุด g คือของเหลวอิ่มตัว และจุด h คือแก๊สอิ่มตัว

การควบคุมอัตราการไหล

แผนภาพเค้าร่างของการควบคุมอัตราการไหลในสภาวะคงที่ ของไหลเข้ามาในระบบ (แสดงแทนด้วยสี่เหลี่ยมประ) ที่จุดเลข 1 และออกจากระบบที่จุดเลข 2 แม่แบบ:Mvar คืออัตราไหลของมวล

หนึ่งในการประยุกต์ใช้แบบง่ายของแนวคิดเอนทาลปีคือสิ่งที่เรียกว่ากระบวนการควบคุมอัตราการไหล (throttling) เรียกอีกชื่อว่าการขยายตัวจูล-ทอมสัน (Joule–Thomson effect) โดยเกี่ยวกับการไหลแบบอะเดียแบติกคงที่ของของไหลผ่านตัวต้านการไหล (ลิ้น จุกพรุน หรืออุปกรณ์ต้านการไหลชนิดอื่น ๆ) ดังที่แสดงให้เห็นในภาพ กระบวนการนี้สำคัญอย่างยิ่ง เพราะเป็นหัวใจหลักของการทำงานของตู้เย็นครัวเรือน โดยทำหน้าที่เพื่อลดอุณหภูมิภายในตู้เย็นเมื่อเทียบกับอุณหภูมิโดยรวม มันยังเป็นขั้นตอนสุดท้ายในเครื่องทำให้เหลว (liquefier) อีกหลายชนิด

เอนทาลปีของระบบของการไหลแบบสภาวะคงที่ (แสดงแทนด้วยสี่เหลี่ยมประ) จะต้องมีค่าคงที่ ดังนั้น $$0=\dot{m}{h}_1-\dot{m}{h}_2.$$ ในเมื่ออัตราไหลของมวลคงที่ เอนทาลปีจำเพาะที่ทั้งสองฝั่งของตัวต้านการไหลจึงเท่ากัน: $$h_1=h_2,$$ กล่าวคือ เอนทาลปีต่อหน่วยมวลจะไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการควบคุมอัตราการไหล ผลพวงจากความสัมพันธ์นี้สามารถอธิบายได้ด้วยแผนภาพ แม่แบบ:Math ข้างบน จุด c มีความดัน 200 บาร์ และมีอุณหภูมิห้อง (300 K) การขยายตัวจูล-ทอมสันจากความดัน 200 บาร์ ไปยัง 1 บาร์ ดำเนินตามเส้นโค้งของเอนทาลปีคงที่ที่ค่าประมาณ 425 kJ/kg (ไม่ได้แสดงในแผนภาพ) ซึ่งพาดอยู่ระหว่างเส้นเอนทาลปีคงที่ค่า 400 กับ 450 kJ/kg และจบลงที่จุด d ซึ่งอยู่ที่อุณหภูมิประมาณ 270 K ดังนั้นการขยายตัวจากความดัน 200 บาร์ ไปยัง 1 บาร์ จะทำให้ไนโตรเจนเย็นลงจากอุณหภูมิห้อง 300 K ไปยังอุณหภูมิ 270 K ส่วนข้างในลิ้นจะมีการเสียดทานมากและผลิตเอนทาลปีปริมาณมาก แต่อุณหภูมิตอนสุดท้ายก็จะยังต่ำกว่าค่าเริ่มต้น

จุด e ถูกเลือกมาให้อยู่บนเส้นของเหลวอิ่มตัวโดยที่ แม่แบบ:Math = 100 kJ/kg มันตรงกับเส้นความดัน แม่แบบ:Math = 13 บาร์ และที่อุณหภูมิ แม่แบบ:Math = 108 K การควบคุมอัตราการไหลจากจุดนี้ไปยังจุดที่ความดัน 1 บาร์ จบลงที่บริเวณสองวัฏภาค (จุด f) นี่หมายความว่าสิ่งที่ออกมาจากลิ้นควบคุมอัตราการไหลจะเป็นส่วนผสมของแก๊สและของเหลว ในเมื่อเอนทาลปีเป็นตัวแปรที่ขึ้นกับปริมาณ เอนทาลปีที่จุด f (แม่แบบ:Math) จะเท่ากับเอนทาลปีที่จุด g (แม่แบบ:Math) คูณด้วยเศษส่วนของของเหลวที่จุด f (แม่แบบ:Math) บวกด้วยเอนทาลปีที่จุด h (แม่แบบ:Math) คูณด้วยเศษส่วนของแก๊สที่จุด f แม่แบบ:Math ดังนั้น $$h_{𝐟}=x_{𝐟}{h}_{𝐠}+(1-x_{𝐟})h_{𝐡}.$$ ใส่ตัวเลขลงไปจะได้ แม่แบบ:Math ดังนั้น แม่แบบ:Math นี่หมายความว่าเศษส่วนมวลของของเหลวในส่วนผสมของเหลว-แก๊สที่ออกมาจากลิ้นควบคุมอัตราการไหลนั้นจะเท่ากับร้อยละ 64

เครื่องอัด

แผนภาพเค้าร่างของเครื่องอัดในสภาวะคงที่ ของไหลเข้ามาในระบบ (แสดงแทนด้วยสี่เหลี่ยมประ) ที่จุดเลข 1 และออกจากระบบที่จุดเลข 2 แม่แบบ:Mvar คืออัตราไหลของมวล มีกำลัง แม่แบบ:Mvar กระทำอยู่และมีอัตราไหลของความร้อน แม่แบบ:Mvar ออกไปยังสิ่งแวดล้อมที่มีอุณหภูมิโดยรอบ แม่แบบ:Math

มีกำลัง แม่แบบ:Mvar กระทำลงไป เช่นกำลังไฟฟ้า อุณหภูมิของแก๊สจะเพิ่มขึ้นหากการอัดเป็นแบบอะเดียแบติก และในกรณีที่เป็นแบบผันกลับได้ก็จะมีเอนโทรปีคงที่ ซึ่งตรงกับเส้นแนวตั้งในแผนภาพ แม่แบบ:Math ตัวอย่างเช่นการอัดแก๊สไนโตรเจนจากความดัน 1 บาร์ (จุด a) ไปยังความดัน 2 บาร (จุด b) จะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นจาก 300 K ไปยัง 380 K การจะปล่อยแก็สอัดออกมาที่อุณหภูมิโดยรอบ แม่แบบ:Math ได้ก็จะต้องถ่ายเทความร้อน เช่นด้วยน้ำหล่อเย็น ส่วนในกรณีในอุดมคติการอัดจะเป็นกระบวนการที่อุณหภูมิคงที่ อัตราไหลของความร้อนไปยังสภาพแวดล้อมโดยเฉลี่ยแทนด้วย แม่แบบ:Mvar ในเมื่อระบบอยู่ในสภาวะคงที่ จากกฎข้อที่หนึ่งจะได้ $$0=-\dot{Q}+\dot{m}{h}_1-\dot{m}{h}_2+P.$$ จะมีกำลังขั้นต่ำที่ต้องใช้ในการอัดเมื่อเป็นการอัดที่ผันกลับได้ หากเป็นเช่นนั้นแล้ว กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์สำหรับระบบเปิดจะได้ $$0=-\frac{\dot{Q}}{T_{\mathrm{a}}}+\dot{m}{s}_1-\dot{m}{s}_2.$$ กำจัด แม่แบบ:Mvar แล้วจะได้ค่าของกำลังขั้นต่ำ $$\frac{P_{\text{min}}}{\dot{m}}=h_2-h_1-T_{\mathrm{a}}(s_2-s_1).$$ ตัวอย่างเช่นการอัดแก๊สไนโตรเจน 1 kg จากความดัน 1 บาร์ ไปยัง 200 บาร์จะต้องใช้กำลังอย่างน้อย แม่แบบ:Math จากข้อมูลที่ได้มาจากแผนภาพ แม่แบบ:Math เราจะได้ค่ามาเท่ากับ แม่แบบ:Nowrap 476 kJ/kg. เราสามารถทำให้ความสัมพันธ์สำหรับค่าของกำลังง่ายลงด้วยการเขียนใหม่เป็น $$\frac{P_{\text{min}}}{\dot{m}}=\underset{1}{\overset{2}{\int }}(dh-T_{\mathrm{a}}ds).$$ โดยที่ แม่แบบ:Math จากนี่ ความสัมพันธ์ที่ได้มาสุดท้ายจะเท่ากับ $$\frac{P_{\text{min}}}{\dot{m}}=\underset{1}{\overset{2}{\int }}vdp.$$

ประวัติและศัพทมูลวิทยา

คำว่า enthalpy (เอนทาลปี) ถูกบัญญัติขึ้นมาค่อนข้างช้าในประวัติศาสตร์ของวิชาอุณหพลศาสตร์ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ในขณะที่คำว่า energy ถูกนำเข้ามาในความหมายใหม่โดยโทมัส ยัง ใน ค.ศ. 1802 โดยมาจากรากศัพท์ของคำในภาษากรีก แม่แบบ:Lang (ergon อ่านว่า "เอร์โกน") ที่แปลว่า "งาน" เพื่ออธิบายมโนคติของความสามารถในการกระทำงาน ส่วนคำว่า entropy ถูกบัญญัติขึ้นโดยรูด็อล์ฟ เคลาซีอุส ใน ค.ศ. 1865 โดยมาจากภาษากรีกคำว่า แม่แบบ:Lang (tropē อ่านว่า "โตรเป") ที่แปลว่า การแปลง หรือ การหัน ส่วนคำว่า enthalpy มาจากรากศัพท์ของคำในภาษากรีก แม่แบบ:Lang (thalpos อ่านว่า "ทาลโปส") ที่แปลว่า "ความอุ่น" หรือ "ความร้อน" รวมกับคำอุปสรรค แม่แบบ:Lang

คำนี้เป็นคำที่ใช้แสดงออกถึงแนวคิดที่เลิกใช้แล้วเรื่อง heat content (เนื้อหาความร้อน) เพราะ แม่แบบ:Mvar จะหมายถึงปริมาณของความร้อนที่ได้มาในกระบวนการที่ความดันคงที่เท่านั้น แต่ไม่ใช่ในกรณีทั่วไปที่ความดันแปรเปลี่ยนได้ โจไซอา วิลลาร์ด กิบส์ (Josiah Willard Gibbs) ใช้คำว่า "a heat function for constant pressure" (ฟังก์ชันความร้อนสำหรับความดันคงที่) แทนเพื่อความชัดเจนแม่แบบ:Efn

การนำเสนอเข้ามาของแนวคิด "heat content" แม่แบบ:Mvar มักถูกสัมพันธ์กับเบอนัว ปอล เอมีล กลาแปรง และรูด็อล์ฟ เคลาซีอุส (ความสัมพันธ์เคลาซีอุส-กลาแปรง (Clausius–Clapeyron relation) ค.ศ. 1850).

คำว่า enthalpy เองปรากฏในสิ่งพิมพ์เป็นครั้งแรกใน ค.ศ. 1909 ไฮเกอ กาเมอร์ลิง โอนเนิส มักถูกถือว่าน่าจะเป็นเป็นผู้ที่นำเสนอมันก่อนหน้าหนึ่งปีด้วยวาจาที่การประชุมครั้งแรกของสถาบันการทำความเย็น (Institute of Refrigeration) ที่ปารีส และเริ่มเป็นที่รู้จักก็ในคริสต์ทศวรรษ 1920 โดยเฉพาะจากตารางและแผนภาพไอน้ำของมอลีเอ (enthalpy–entropy chart) ที่ถูกเผยแพร่ออกมาใน ค.ศ. 1927

ก่อนหน้าคริสต์ทศวรรษ 1920 สัญลักษณ์ แม่แบบ:Mvar ถูกใช้แบบประปรายอยู่พอควรเพื่อหมายถึง "ความร้อน" ในนัยทั่วไป นิยามแบบเคร่งครัดของ แม่แบบ:Mvar ที่จำกัดถึงเอนทาลปีหรือ "heat content at constant pressure" (เนื้อหาความร้อนที่ความดันคงที่) เท่านั้นถูกนำเสนออย่างเป็นทางการโดยอัลเฟรด ดับเบิลยู. พอร์เตอร์ (Alfred W. Porter) ใน ค.ศ. 1922

ดูเพิ่ม

• กฎของอุณหพลศาสตร์
• กฎของเฮ็สส์ (Hess's law)
• กระบวนการเอนทาลปีคงที่ (Isenthalpic process)
• การวัดแคลอรี (Calorimetry)
• แคลอรีมิเตอร์

อ้างอิง

บรรณานุกรม

• แม่แบบ:Cite journal