엔탈피

비슷한 이름의 엔트로피에 관해서는 해당 문서를 참조하십시오.

엔탈피(enthalpy)는 열역학적 계에서 뽑을 수 있는 에너지다. 내부 에너지와, 계가 부피를 차지함으로부터 얻을 수 있는 에너지(부피와 압력의 곱)의 합이다. 대기압이나 수압과 같이 압력에 둘러싸인 계를 다룰 때 쓴다. 기호는 대개 라틴 대문자 H이다.

엔탈피는 다음 식으로 주어진다.

$H=U+PV$

여기서,

• $H$: 계의 엔탈피
• $U$: 계의 내부 에너지
• $P$: 계의 압력
• $V$: 계의 부피

위의 엔탈피의 정의는 그 값이 기준을 어떤 점으로 잡느냐에 따라 변하기 때문에 그 자체로 쓰이는 것 보다는 엔탈피의 변화로 어떤 과정을 나타내기 위해 만들어진 개념이다. 즉, 어떠한 과정에서 압력의 변화가 0인 경우엔(ΔP=0), 엔탈피의 변화량은 계가 주변과 주고받은 에너지인 열량을 나타낸다.

$\Delta H=\Delta U+P\Delta V+V\Delta P=\Delta U+P\Delta V=\delta Q$

따라서 주변의 압력이 일정하게 유지되는 반응의 전후 열량 출입을 나타내는 데에 많이 쓰인다.

반응 엔탈피

계의 엔탈피는 직접 측정할 수 없으며, 계의 엔탈피 변화로 대신 측정된다 .엔탈피 변화는 다음 방정식으로 정의된다.

$\Delta H=H_{\mathrm {f} }-H_{\mathrm {i} }$

ΔH는 "엔탈피 변화량"이다.

$H_{\mathrm {f} }$는 계의 최종 엔탈피이다.

$H_{\mathrm {i} }$는 계 의 초기 엔탈피이다.

엔탈피의 변화

엔탈피 변화는 화학 반응을 일으킬 때 열역적 계또는 주위에서 관찰된 엔탈피의 변화를 설명한다.

화학반응이 완료된 후 엔탈피 값은 달라진다. 이는 생성물과 반응물간의 엔탈피 차이로 나타나는 현상으로, 엔탈피 변화값 (ΔH)은 (생성물의 엔탈피값의 총합) - (반응물의 엔탈피값의 총합)으로

나타 낼 수 있다. 일반적인 엔탈피 변화의 예로서는 표준 생성엔탈피가 있다. 이러한 엔탈피의 측정은 표준화된 환경 또는 표준 조건에서 측정하는것이 매우 일반적이다.

표준 조건 (Standard conditions)으로는

• 온도조건: 25도씨의 온도 (298K)
• 압력조건 : 1기압 (1 atm or 101.325 kPa)
• 농도조건 : 용액 또는 화합물이 용액에 존재할 때에는 1.0M의 몰 농도
• 일반적인 물리적 상태의 요소 또는 화합물(즉, 표준 상태). 이 있다.

표준 엔탈피는 이러한 표준 조건에서 측정된, 다양한 상황에서의 엔탈피 변화를 총칭하는 말로 그 예시로

• 표준 생성 엔탈피 : 표준상태에서 어떤 물질 1mol이 그 성분 원소의 단체 물질에서 생성할 때의 엔탈피 변화
• 표준 증발 엔탈피 : 1기압의 압력에 있는 액체(순수한)가 1기압의 기체로 증발할때의 몰당 엔탈피 변화
• 표준 연소 엔탈피 : 화합물이 완전히 산화될때( 연소 될때)의 엔탈피 변화

등이 있다.

도표

파일:T-s도표.jpg

오늘날 중요한 물질의 엔탈피 값은 여러 프로그램을 이용하여 얻을 수 있다. 사실상 모든 관련 물질의 상태를 표 또는 그래프 형태로 얻을 수 있다. 다양한 압력으로 발산하는 h–T 도표와 다양한 압력의 함수로써 h/T도표와 같은 다양한 종류의 도표가 있다. 이 T-s 곡선은 용해 곡선과 포화된 액체의 증기 값을 등압부와 함께 제공한다.

같이 보기

• 헤스의 법칙
• 내부 에너지, 기브스 자유 에너지, 헬름홀츠 자유 에너지는 엔탈피와 함께 4개의 열역학 퍼텐셜을 이룬다.
• 엔트로피는 엔탈피와 이름은 비슷하지만 서로 다른 개념이다.