Entalpia
Tilan muutokseen liittyvä entalpian muutos
Nesteen höyrystyessä nesteen on absorboitava lämpöä ympäristöstään korvatakseen höyrystyvien molekyylien viemän energian, jotta lämpötila pysyy vakiona. Tätä nesteen höyrystymiseen tarvittavaa lämpöä kutsutaan höyrystymisentalpiaksi (tai höyrystymislämmöksi). Esimerkiksi yhden moolin veden höyrystymisen entalpia on:
ΔH = 44,0 kJ 298 K:ssa
Kun kiinteä aine sulaa, tarvittavaa energiaa kutsutaan vastaavasti fuusioentalpiaksi (tai fuusiolämmöksi). Esimerkiksi yhden moolin jään entalpia saadaan:
ΔH = 6,01 kJ 273,15 K:ssa
\
Entalpia voidaan ilmaista myös molaarisena entalpiana, \(\(\Delta{H}_m\)), jakamalla entalpia tai entalpiamuutos moolien määrällä. Entalpia on tilafunktio. Tämä merkitsee sitä, että kun systeemi siirtyy tilasta toiseen, entalpian muutos on riippumaton systeemin kahden tilan välisestä kulkureitistä.
Jos systeemiin ei kohdistu laajentumatonta työtä ja paine pysyy vakiona, entalpian muutos on yhtä suuri kuin systeemin kuluttama tai luovuttama lämpö (q).
\
Tämän suhteen avulla voidaan määritellä, onko jokin reaktio endoterminen vai eksoterminen. Vakiopaineessa endoterminen reaktio on sellainen, jossa lämpöä absorboituu. Tämä tarkoittaa, että järjestelmä kuluttaa lämpöä ympäristöstä, joten \(q\) on suurempi kuin nolla. Siksi toisen yhtälön mukaan \(\Delta{H}\) on myös suurempi kuin nolla. Toisaalta eksotermisessä reaktiossa vakiopaineessa lämpöä vapautuu. Tämä tarkoittaa, että järjestelmä luovuttaa lämpöä ympäristöön, joten \(q\) on pienempi kuin nolla. Lisäksi \(\Delta{H}\) on pienempi kuin nolla.