En “Entalpía”, se vio el significado de la cantidad termodinámica y su forma de cálculo. En esta ocasión les presento un ejemplo sencillo de uso de las ecuaciones presentadas en dicha publicación.
Se debe calcular ΔU y H para 1 kilo de agua cuando se vaporiza a la temperatura constante de 100 °C y presión constante de 101,33 KPa. En esas condiciones, los volúmenes específicos del agua líquida y del vapor son 0,00104 y 1,673 m3/kg, respectivamente. Para este cambio se agregó calor al agua en una cantidad igual a 2256,9 KJ.
Se toma como sistema el kilo de agua, dado que es el objeto de interés. Para facilitar la compresión del problema, se considera que el fluido está contenido en un cilindro, mediante un pistón sin fricción que ejerce una presión constante de 101,33 KPa. Cuando se agrega calor, el agua se expande desde el volumen inicial hasta el final, efectuando un trabajo sobre el pistón. El trabajo efectuado puede calcularse como:
W= P*ΔV= 101,33 KPa * (1,673 – 0,001)m3= 169,4 KPa m3= 169,4 KJ
Conocido el calor y el trabajo se puede calcular el cambio de energía interna como:
ΔU= Q – W= 2256,9 – 169,4= 2087,5 KJ
Como la presión es constante:
ΔH= ΔU + P*ΔV
Y de la primer ecuación P*ΔV= W. Entonces:
ΔH= ΔU + W= Q= 2256,9 KJ