Erster Hauptsatz der Thermodynamik
Bestimmung von U und H
Die Temperaturabhängigkeiten der molaren inneren Energie und Enthalpie sind durch die Definitionsgleichungen für die molaren Wärmekapazitäten bei konstantem Volumen und Druck gegeben:
Die molare Wärmekapazität kann experimentell bestimmt werden. Die innere Energie erhält man durch Integration von , wenn in dem Temperaturintervall keine Phasenübergänge (Phasenumwandlung) auftreten:
Sind Phasenübergänge vorhanden, ist die Kurve unstetig und man muss auch die innere Umwandlungsenergie berücksichtigen:
Bei der Integration erhält man die Integrationskonstante , d.h. die molare innere Energie bei . Diese Größe ist innerhalb der phänomenologischen Thermodynamik nicht bestimmbar. Sie ist jedoch aus statistischen Berechnungen zugänglich. Da aber für den Chemiker nur Zustandsänderungen interessant sind (), können wir sie außer acht lassen, da sie bei der Differenzbildung zwischen zwei Zuständen 1 und 2 immer verschwindet
und entsprechend für die Enthalpie
- Definition
- Die Enthalpie einer Verbindung bei Standardbedingungen (, ) bezeichnet man als Standardbildungsenthalpie .
Standardbildungsenthalpien chemischer Verbindungen sind tabelliert. Für Elemente und zweiatomige homonukleare Gase setzt man . Dies erleichtert die Berechnungen der Enthalpien chemischer Reaktionen.