Qu'est-ce que l'enthalpie ?
L'enthalpie (H) est une fonction d'état thermodynamique qui mesure le contenu thermique total d'un système. Elle se définit comme l'énergie interne du système (U) à laquelle s'ajoute le produit de sa pression (P) par son volume (V). L'enthalpie est particulièrement précieuse en chimie et en ingénierie : à pression constante, sa variation correspond exactement à la chaleur échangée avec le milieu extérieur.
Comment utiliser ce calculateur
Sélectionnez d'abord un mode. Choisissez Enthalpie (\(H = U + PV\)) pour obtenir l'enthalpie absolue à partir de l'énergie interne, de la pression et du volume d'un système. Optez pour Variation d'enthalpie (\(\Delta H = \Delta U + P\Delta V\)) dans le cas d'une transformation à pression constante : il vous suffit alors de saisir la variation d'énergie interne et la variation de volume. Renseignez les valeurs en unités SI : l'énergie interne en joules (J), la pression en pascals (Pa) et le volume en mètres cubes (m³). Le résultat est exprimé en joules.
La formule expliquée
L'équation de définition est $$H = \text{U (J)} + \text{P (Pa)} \cdot \text{V (m}^3\text{)}$$ Le terme P·V représente le travail de transvasement (« flow work »), c'est-à-dire l'énergie nécessaire pour faire la place au système soumis à la pression P. Pour une transformation à pression constante, la forme différentielle devient $$\Delta H = \text{\$\Delta\$U (J)} + \text{P (Pa)} \cdot \text{\$\Delta\$V (m}^3\text{)}$$ c'est précisément pour cela que ΔH correspond à la chaleur de réaction à pression constante.
Exemple résolu
Imaginons un gaz dont l'énergie interne vaut \(U = 1000\ \text{J}\), sous une pression \(P = 101\,325\ \text{Pa}\) et occupant un volume \(V = 0{,}01\ \text{m}^3\). Le terme pression-volume vaut $$101\,325 \times 0{,}01 = 1013{,}25\ \text{J}$$ L'enthalpie est donc $$H = 1000 + 1013{,}25 = \mathbf{2013{,}25\ \text{J}}$$
Questions fréquentes
Quelles unités dois-je utiliser ? Employez les unités SI (J, Pa, m³) pour obtenir un résultat en joules. Si vous mélangez les unités (par exemple des atm et des litres), commencez par les convertir.
Pourquoi les valeurs d'enthalpie sont-elles si élevées ? Parce que les pressions exprimées en pascals sont de grands nombres : \(1\ \text{atm} \approx 101\,325\ \text{Pa}\). Même de petits volumes produisent donc des termes P·V importants.
ΔH est-elle égale à la chaleur ? À pression constante et en l'absence de travail autre que celui des forces de pression, ΔH est égale à la chaleur absorbée ou libérée par le système.
