Legge di Kirchhoff: Variazione di Entalpia con la Temperatura

Variazione di entalpia con la temperatura: approfondimento sulla legge di Kirchhoff

La variazione di entalpia, una grandezza fondamentale in chimica fisica, è strettamente correlata alla temperatura. Il fisico e matematico tedesco Gustav Kirchhoff formulò una legge che stabilisce la relazione tra la variazione di entalpia di una reazione calcolata a diverse temperature. Questo articolo esplorerà i concetti chiave legati alla variazione di entalpia e alla legge di Kirchhoff.

Variazione di entalpia

La variazione di entalpia descrive il calore assorbito o ceduto da un sistema a pressione costante. Quando un sistema riceve calore, la sua entalpia aumenta (ΔH > 0), mentre se cede calore, diminuisce (ΔH < 0). Il calore specifico a pressione costante (cp) è definito come ΔH/ΔT, dove ΔH rappresenta la variazione di entalpia e ΔT la variazione di temperatura. Le condizioni di riferimento per i dati riportati nelle tabelle termodinamiche sono di pressione costante a 1 atm e temperatura di 25°C. Se la reazione avviene a una temperatura diversa, la variazione di entalpia può essere calcolata moltiplicando il calore specifico a pressione costante per la variazione di temperatura. L'espressione dell'entalpia a una temperatura Tf in relazione a quella calcolata alla temperatura Ti e all'integrale definito di cp in dT è fondamentale per comprendere la variazione di entalpia in relazione alla temperatura.

Legge di Kirchhoff

Gustav Kirchhoff enunciò la legge che porta il suo nome, che stabilisce una relazione chiave tra la variazione di entalpia e la temperatura. Se cp è costante nel range di temperature tra Ti e Tf, allora la formula di variazione di entalpia diventa: H_Tf = H_Ti + cp(Tf – Ti) Questa relazione, conosciuta come legge di Kirchhoff, è valida per variazioni di temperatura inferiori a 100°C. Per variazioni di temperatura maggiori, il calore specifico cp non può più essere considerato costante. Questi concetti e relazioni sono di fondamentale importanza per comprendere il legame tra la variazione di entalpia e la temperatura, e come la legge di Kirchhoff fornisce un quadro per comprendere questo legame in diverse condizioni termiche.