Enthalpie

Der Wärmeinhalt eines thermodynamischen Systems wird in der Physik als Enthalpie (griech. ἐν en ‚in‘ und θάλπειν thálpein ‚erwärmen‘) bezeichnet und setzt sich aus der Summe der inneren Energie $U$ und dem Produkt aus Druck $p$ und Volumen $V$ des Systems zusammen und wird wie jede Form von Energie nach dem SI-System in Joule gemessen:

$H=U+pV$

Bei chemischen Reaktionen spricht man ganz allgemein von der Reaktionsenthalpie, bzw. speziell von Verbrennungsenthalpie („Verbrennungswärme“), Bildungsenthalpie („Bildungswärme“), Lösungsenthalpie („Lösungswärme“) usw.

Endotherme und exotherme Prozesse

Im lebendige Organismus sind Aufbauprozesse wie etwa die Photosynthese der Pflanzen zumeist endotherm (von griech. ἔνδον éndon „innen“ und griech. θερμός thermós „warm, heiß, hitzig“), d.h. sie verbrauchen Wärme ($\mathrm{\Delta }H>0$), während Abbauprozesse wie etwa die Atmung in der Regel exotherm (von griech. ἔξω exo „außen“), d.h. unter Wärmeabgabe verlaufen ($\mathrm{\Delta }H<0$).

Freie Enthalpie

Die freie Enthalpie oder Gibbs-Energie $G$, benannt nach dem US-amerikanischen Physiker Josiah Willard Gibbs (1839-1903), berücksichtigt gemäß der Gibbs-Helmholtz-Gleichung auch die Entropie. Für die Änderung der freien Enthalpie ergibt sich damit:

$\mathrm{\Delta }G=\mathrm{\Delta }H-T\cdot \mathrm{\Delta }S$

Darin ist $\mathrm{\Delta }S$ die Änderung der Entropie und $T$ die absolute Temperatur.