Qual é a diferença entre calor, entalpia e temperatura?

O calor é a parte da energia interna de um sistema que não está associada ao trabalho, energia cinética, potencial ou química, etc. É associada ao movimento aleatório das moléculas em um sistema. Temperatura é uma medida do conteúdo de calor de um sistema; Sistemas em equilíbrio térmico estão na mesma temperatura. Temperatura é uma medida do movimento aleatório de moléculas ou da distribuição de radiação do corpo negro de um sistema. O conteúdo total de calor ou energia interna é difícil de medir. Envolve integrar a capacidade de calor do zero absoluto mais todos os aquecimentos latentes de mudanças de fase e de transição molecular e qualquer outra coisa que se possa imaginar. Então, trabalha-se com mudanças de energia entre estados conhecidos. Existem funções termodinâmicas conhecidas como "Funções de Estado" que demonstraram serem funções das diferenças entre dois estados e independentes do caminho entre os estados. Uma delas é a energia interna U = Q-W O calor ganho por um sistema menos o trabalho realizado por um sistema. Q e W, por si só, não são funções de estado, eles dependem do caminho. Contudo, verifica-se que a função U + PV também é uma função de estado [dado o nome Entalpia]. Se o único trabalho realizado for a pressão constante, verifica-se que a alteração na entalpia é igual à alteração no conteúdo de calor; portanto, a medição do calor em um processo a pressão constante é uma função de estado.

Vamos primeiro distinguir o calor da temperatura. Calor é uma quantidade de energia; temperatura não é. Mas eles estão relacionados:

Calor = capacidade de calor * massa * temperatura.

Então, se você dobrar a temperatura, dobrará o calor. Mas você também pode dobrar o calor sem alterar a temperatura dobrando a massa (consumindo o dobro da substância na mesma temperatura).

Quando o calor é armazenado em uma substância (acima da fórmula), é considerado como "energia interna" ou "energia térmica". Mas o calor também pode ser transferido entre duas coisas.

Agora, vamos contrastar o calor com a entalpia. O contraste mais apropriado é realmente entre o calor na forma de energia interna e a entalpia. A entalpia é igual à energia interna mais o produto da pressão com volume. Essa distinção é feita porque em sistemas abertos, com coisas entrando e saindo, a pressão pode não ser a mesma em todos os pontos de entrada e saída. Nesse caso, a entalpia é a forma mais conveniente de energia a considerar, porque explica o trabalho da pressão e facilita a matemática.