Entalpia (termodinamica)

Entalpía termodinámica
La entalpía (simbolizada generalmente como "H", también llamada contenido de calor, y calculada en julios en el sistema internacional de unidades o también en kcal o, si no, dentro del sistema anglo: "BTU"), es una función de estado, (lo que quiere decir que, sólo depende de los estados inicial y final) que se define como la suma de la energía interna de un sistematermodinámico y el producto de su volumen por su presión.
La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente, al igual que la energía interna, en cambio, la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida experimentalmente. El cambio de la entalpía del sistema causado por un proceso llevado a cabo a presión constante, es igual al calor absorbido por el sistema durante dichoproceso.
La entalpía (H) es la suma de la energía interna (U), energía que posee una sustancia debida al movimiento y posición de sus partículas a nivel atómico, y la energía mecánica asociada a la presión (p).

Donde:
* H es la entalpía (en julios).
* U es la energía interna (en julios).
* p es la presión del sistema (en pascales).
* V es el volumen del sistema (en metros cúbicos).Ejemplo:
Debemos considerar que los procesos de transferencia térmica en un sistema, deben estar contenidos en un ambiente, como por ejemplo: el circuito cerrado de un fluido dentro de las cañerías de un sistema de refrigeración como los de los frigoríficos y el ambiente donde se acondiciona la temperatura que debe estar aislado del medio exterior.
Dentro del sistema el fluido pasa por diferentesestados físicos tomando como referencia la salida de alta presión del compresor tenemos;
A.- A un fluido refrigerante el compresor le adiciona energía comprimiéndolo a alta presión en estado gaseoso, las variables son:
* estado del fluido = gaseoso
* presión del fluido = alta
* Volumen del fluido = grande
* densidad del fluido = baja
* temperatura = alta.
B.- En un medio quepermite la transferencia térmica llamado condensador, el fluido realiza un trabajo cediendo energía calórica al medio ambiente, es decir se enfría y cambia de estado gaseoso al estado líquido, las variables son:
* estado del fluido = gaseoso a la entrada del intercambiador de calor y líquido a la salida del intercambiador de calor; *presión del fluido = muy alta;
* volumen del fluidolíquido = mínimo,
* densidad del fluido = grande o máximo.
El fluido líquido se junta en un depósito.
C.- Con un medio de control adecuado llamado elemento de expansión se regula el caudal del fluido líquido.
D.- Nuevamente el fluido en estado líquido se inyecta en un medio que permite la transferencia térmica llamado evaporador, realizando ahora un trabajo inverso es decir el líquidoproveniente del depósito y a presión alta es regulado por la válvula de expansión por diferencia de presiones, disminuyendo bruscamente de presión lo que origina que se expanda, esto precipita su evaporación para lo que requiere extraer calor del entorno (por lo que decimos que se está enfriando ya que se siente helado al tacto, pues nos "roba calor", calor que utiliza para cambiar de estado líquido agaseoso) (ver adiabática), los productos que están en el compartimiento del evaporador realizan un trabajo cediendo ese calor, este calor calienta el evaporador y el fluido refrigerante por ende absorbe calor expandiéndose (y evaporándose) más, las variables son:
* estado del fluido = líquido a la entrada del intercambiador de calor o evaporador y gaseoso a la salida del intercambiador de calor;* presión del fluido = mínima o muy baja;
* volumen del fluido gasificado = Máximo;
* densidad del fluido = Mínimo;
* temperatura del fluido refrigerador muy baja.
Después de esta etapa se vuelve otra vez al ciclo iniciado en el punto A repitiendo (en teoría) infinitamente el ciclo completo (ver retroalimentación).
Debemos observar que en este sistema hay 4 importantes elementos...