Qué sucede en esta situación
En la práctica se miden cambios de entalpía entre estados. Para calentar una sustancia sin cambio de fase puede usarse ΔH≈mcpΔT si cp varía poco.
Qué explica y qué no explica
Idea física: La entalpía es una función de estado útil para seguir energía en procesos a presión constante.
Condición: Se definan los estados y, para identificar qp con ΔH, la presión sea constante y el único trabajo sea pV.
Límite: Cp puede variar y los cambios de fase exigen entalpías específicas o integración por etapas.
Conexiones de la familia
Para distinguir mecanismos y elegir el modelo adecuado, continúa con Procesos termodinámicos y compáralo con Fusión (cambio de estado).
Fórmula principal
Función de estado formada por energía interna más el producto presión-volumen.
Magnitudes, símbolos y unidades
| Magnitud | Símbolo | Unidad | Símbolo de unidad | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Entalpía | H | joule | J | Magnitud extensiva. |
| Energía interna | U | joule | J | Función de estado. |
| Presión | p | pascal | Pa | Presión absoluta. |
| Volumen | V | metro cúbico | m³ | pV tiene unidad de joule. |
Fórmulas derivadas
Cambio de entalpía
ΔH=ΔU+Δ(pV)Procedencia: Diferencia entre estados.
Cuándo usarla: Siempre que se definan estados y composición.
Calentamiento
ΔH≈mcpΔTProcedencia: Integración con cp aproximadamente constante.
Cuándo usarla: Sin cambio de fase y en el intervalo documentado.
Cómo resolver problemas de entalpía
Representa la situación
Distingue el sistema, el entorno, los estados inicial y final y la magnitud buscada.
Comprueba las condiciones
Verifica que se definan los estados y, para identificar qp con ΔH, la presión sea constante y el único trabajo sea pV.
Unifica unidades
usar energía en J y presión absoluta por volumen en Pa·m³=J.
Sustituye con signos
Usa la relación H = U + pV y conserva la convención declarada.
Interpreta el resultado
Comprueba unidad, orden de magnitud, dirección y límite del modelo.
10 ejemplos explicados de entalpía
Cada solución avanza de la situación concreta a la interpretación del resultado. Comprueba los datos, las unidades y el sentido de la conclusión antes de continuar.
Calentar agua a presión constante
ΔH≈125,4 kJ.
Problema: Se calientan 2 kg de agua 15 K; usa cp=4180 J/(kg·K).
- Datos: m=2 kg; cp=4180; ΔT=15 K.
- Principio: Para calentamiento sin cambio de fase y cp aproximadamente constante: ΔH≈mcpΔT.
- Sustitución: ΔH=2×4180×15.
- Cálculo o razonamiento: 2×4180×15=125 400.
- Resultado: ΔH≈125,4 kJ.
- Interpretación: A presión constante y con solo trabajo pV, el calor transferido al sistema coincide con ΔH.
Enfriar aluminio
ΔH≈−27 kJ.
Problema: 1,5 kg de aluminio con cp=900 se enfría 20 K.
- Datos: m=1,5; cp=900; ΔT=−20 K.
- Principio: ΔH≈mcpΔT.
- Sustitución: ΔH=1,5×900×(−20).
- Cálculo o razonamiento: =−27 000 J.
- Resultado: ΔH≈−27 kJ.
- Interpretación: El signo negativo indica que la entalpía del aluminio disminuye.
Definición de entalpía
H=700 J.
Problema: Un estado tiene U=500 J, p=100 kPa y V=0,002 m³. Calcula H.
- Datos: U=500 J; p=100 000 Pa; V=0,002 m³.
- Principio: H=U+pV.
- Sustitución: H=500+(100 000)(0,002).
- Cálculo o razonamiento: pV=200 J; H=700 J.
- Resultado: H=700 J.
- Interpretación: H es una función de estado; no es “calor almacenado”.
Cambio entre estados
ΔH=380 J.
Problema: ΔU=300 J y Δ(pV)=80 J. Halla ΔH.
- Datos: ΔU=300 J; Δ(pV)=80 J.
- Principio: ΔH=ΔU+Δ(pV).
- Sustitución: ΔH=300+80.
- Cálculo o razonamiento: =380.
- Resultado: ΔH=380 J.
- Interpretación: No se sustituye pΔV por Δ(pV) salvo que la presión sea constante.
Proceso exotérmico
ΔH=−45 kJ.
Problema: Un proceso a presión constante libera 45 kJ al entorno y solo realiza trabajo pV.
- Datos: qp=−45 kJ para el sistema.
- Principio: Bajo esas condiciones, ΔH=qp.
- Sustitución: ΔH=−45 kJ.
- Cálculo o razonamiento: El signo sigue la energía que entra al sistema.
- Resultado: ΔH=−45 kJ.
- Interpretación: “Exotérmico” significa que el sistema cede energía como calor.
Proceso endotérmico
ΔH=+12 kJ.
Problema: Una sustancia absorbe 12 kJ a presión constante.
- Datos: qp=+12 kJ.
- Principio: ΔH=qp si solo hay trabajo pV.
- Sustitución: ΔH=+12 kJ.
- Cálculo o razonamiento: La energía entra al sistema.
- Resultado: ΔH=+12 kJ.
- Interpretación: El signo positivo no indica temperatura necesariamente mayor; describe el cambio de estado.
Vaporizar una muestra
ΔH≈451 kJ.
Problema: 0,20 kg de agua recibe una entalpía específica de vaporización de 2256 kJ/kg.
- Datos: m=0,20 kg; hvap=2256 kJ/kg.
- Principio: ΔH=mh durante el cambio de fase a la presión indicada.
- Sustitución: ΔH=0,20×2256.
- Cálculo o razonamiento: =451,2.
- Resultado: ΔH≈451 kJ.
- Interpretación: La temperatura puede permanecer casi constante mientras cambia la fase.
Comparar masas
La muestra de 3 kg requiere triple cambio de entalpía.
Problema: Se calientan la misma cantidad de grados 1 kg y 3 kg de la misma sustancia.
- Datos: Mismo cp y ΔT.
- Principio: ΔH≈mcpΔT.
- Sustitución: ΔH₂/ΔH₁=3/1.
- Cálculo o razonamiento: =3.
- Resultado: La muestra de 3 kg requiere triple cambio de entalpía.
- Interpretación: La proporcionalidad supone el mismo intervalo y estado de fase.
Capacidad calorífica variable
No es válido sin una aproximación explícita.
Problema: cp cambia mucho entre 300 y 800 K. ¿Es válido usar un único valor sin avisar?
- Datos: Intervalo amplio; cp no constante.
- Principio: En general, ΔH=m∫cp(T)dT.
- Sustitución: Se requiere integrar o usar un cp promedio documentado.
- Cálculo o razonamiento: Razonamiento de modelo.
- Resultado: No es válido sin una aproximación explícita.
- Interpretación: La fórmula mcpΔT es una aproximación de intervalo limitado.
Entalpía molar
ΔH=50 kJ.
Problema: Dos moles experimentan ΔHm=25 kJ/mol. Calcula ΔH total.
- Datos: n=2 mol; ΔHm=25 kJ/mol.
- Principio: ΔH=nΔHm.
- Sustitución: ΔH=2×25.
- Cálculo o razonamiento: =50.
- Resultado: ΔH=50 kJ.
- Interpretación: La unidad mol se cancela y queda energía.
Ahora te toca a ti
Ejercicio 1
1 kg con cp=1000 aumenta 20 K. Halla ΔH aproximado.
Comprobar respuesta
Respuesta: 20 kJ
ΔH≈mcpΔT.
Ejercicio 2
U=800 J y pV=300 J. Halla H.
Comprobar respuesta
Respuesta: 1100 J
H=U+pV.
Ejercicio 3
ΔU=−50 J y Δ(pV)=20 J. Halla ΔH.
Comprobar respuesta
Respuesta: −30 J
Suma ambos cambios.
Ejercicio 4
Un sistema libera 8 kJ a presión constante con solo trabajo pV. ¿ΔH?
Comprobar respuesta
Respuesta: −8 kJ
Para el sistema, el calor liberado es negativo.
Ejercicio 5
¿Cuándo falla mcpΔT con cp único?
Comprobar respuesta
Respuesta: Cuando cp varía mucho o hay cambio de fase
Se requiere integrar o separar etapas.
Errores frecuentes
Error: Aplicar la fórmula sin comprobar que se definan los estados y, para identificar qp con ΔH, la presión sea constante y el único trabajo sea pV.
Corrección: Declara primero las condiciones del proceso.
Si cambia una variable que el modelo supone fija, la relación deja de describir el caso.
Error: Escribir H=ΔU+pΔV como definición general o llamar calor almacenado a H.
Corrección: usar energía en J y presión absoluta por volumen en Pa·m³=J.
Las unidades forman parte de la magnitud y permiten detectar sustituciones incoherentes.
Error: Confundir H con un cambio y afirmar que solo existe a presión constante.
Corrección: La entalpía es una función de estado útil para seguir energía en procesos a presión constante.
La corrección conecta el cálculo con el fenómeno físico observable.
Error: Ocultar o cambiar el signo del resultado.
Corrección: ΔH positivo indica aumento del sistema y negativo disminución, según estados final e inicial.
Debe declararse una convención y conservarla durante todo el procedimiento.
Error: Extender el modelo fuera de su intervalo útil.
Corrección: Indica el límite: cp puede variar y los cambios de fase exigen entalpías específicas o integración por etapas.
Una fórmula puede ser exacta dentro de un modelo y aun así requerir cautela en un sistema real.
Pon a prueba lo aprendido
Pregunta 1 de 10
¿Cuál es la relación principal de Entalpía?
Pregunta 2 de 10
¿Qué condición debe comprobarse antes de aplicarla?
Pregunta 3 de 10
¿Qué unidad o referencia es esencial en este tema?
Pregunta 4 de 10
¿Cuál es la idea física correcta?
Pregunta 5 de 10
¿Qué error debe evitarse?
Pregunta 6 de 10
¿Cómo debe tratarse el signo?
Pregunta 7 de 10
¿Con qué tema conviene compararlo?
Pregunta 8 de 10
¿Qué limita el modelo?
Pregunta 9 de 10
¿Qué paso debe hacerse antes de sustituir números?
Pregunta 10 de 10
¿Cómo se cierra un resultado físico?
Resultado del test
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Preguntas frecuentes
La entalpía es una función de estado útil para seguir energía en procesos a presión constante.
Cuando se definan los estados y, para identificar qp con ΔH, la presión sea constante y el único trabajo sea pV.
usar energía en J y presión absoluta por volumen en Pa·m³=J.
U no incluye el término pV; H=U+pV facilita procesos a presión constante.
Cp puede variar y los cambios de fase exigen entalpías específicas o integración por etapas.
Fuentes y revisión editorial
Cómo citar este artículo
Editorial Ejemplode. (2026, 5 de agosto). Entalpía: qué es, fórmula y ejemplos. https://www.ejemplode.com/fisica/entalpia/
Fuentes consultadas
- OpenStax University Physics Volume 2, 3.3: First Law of ThermodynamicsPrimera ley, energía interna, calor y trabajo.
- OpenStax University Physics Volume 2, 3.4: Thermodynamic ProcessesProcesos isobárico, isocórico, isotérmico y adiabático.
- OpenStax University Physics Volume 2, 1.4: Heat Transfer, Specific Heat, and CalorimetryCalor, capacidad calorífica y calorimetría.
- OpenStax University Physics Volume 2, 1.5: Phase ChangesCambios de fase y calor latente.
- DOE Fundamentals Handbook: Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid FlowReferencia oficial complementaria de termodinámica y transferencia de calor.
Responsable editorial
Editorial Ejemplode
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