Enthalpy   엔탈피, 엔탈피 변화

(2017-05-29)

결합 엔탈피, 반응 엔탈피

1. `엔탈피 (Enthalpy) H` 및 `엔탈피 변화 ΔH`

  ㅇ 엔탈피 (Enthalpy)
     - 일정 압력 하에 어떤 열역학적 계(系)가 포함하는 총 열(熱) 에너지

     - 열역학변수(열역학적 상태량) 중 하나
        . 일정 압력하에서 화학적 변화(화학 에너지 변동)와 관계되는 열역학변수

  ㅇ 엔탈피 변화 ΔH = 일정 압력 하에 와 주위 사이에 주고받는 열량 (에너지 변화)
     - 엔탈피 변화는, 일정 압력 하에서 흡수 또는 방출한 열량과 같음 (반응열)
        . 압력이 일정할 때 일어나는 열역학적 과정을 설명함
     - 이때, 따로 역학적 관점의 PV 일(압력 부피 )을 측정할 필요가 없음
        . 즉, 에너지 관점에 집중함


2. `엔탈피 H` 및 `엔탈피 변화 ΔH` 정의

  ㅇ 일정 압력 하에 전달된 열량 Q를, 어떤 상태함수 H의 변화량과 결부시켜 정의됨
     - 즉, 내부에너지 더하기 압력 부피 (PV )로 정의됨 (H = U + PV)

  ㅇ 엔탈피 변화 관계식
     -   Q = ΔU + P ΔV = Δ(U + P V) = ΔH
        . Q : 열량
        . U : 내부 에너지, ΔU : 내부 에너지 변화
        . P : 압력 (일정)
        . V : 부피, ΔV : 부피 변화
        . P V : 압력 부피  (압력과 부피의 곱으로 표현된 )
        . H : 엔탈피 = (U + P V)
                     = (U + P/ρ)
           .. P/ρ : 유동 에너지/유동 
                     (유체를 움직이고, 유동 유지를 위해 필요한 단위 질량에너지)
        . ΔH : 엔탈피 변화 = ΔU + P ΔV = Δ(U + P V) = Q
           .. 엔탈피 변화는, 일정 압력 하에서 흡수 또는 방출한 열(Heat)과 같음
           .. ( 흡열적 ΔH > 0, 발열적 ΔH < 0 )
           .. 즉, 일정 압력 하에 열에너지를 흡수/방출하면서 부피 변화를 반영토록
                  보정된 내부 에너지

        . U,P,V,H : 모두 상태함수 임

  ㅇ 엔탈피 단위 : 에너지 단위와 같음


3. 엔탈피 특징

  ㅇ 엔탈피 변화는, 화학반응에서 흡수 또는 방출된 열 에너지
     - 일정 압력 하에 열에너지를 흡수 또는 방출하며, 
       부피 변화(팽창 일)까지 반영한 보정된 내부 에너지

  ㅇ 물질의 양에 비례하는 종량적 상태량

  ㅇ 경로에 의존 않는 상태 함수(즉, 점 함수 )

  ㅇ 엔트로피, 압력, 입자수의 함수로 나타낼 수 있음


4. [화학반응,화학결합]

  ㅇ 결합 엔탈피 (Bond Enthalpy) 
     - 화학결합을 분리/해리하는데 필요한 엔탈피 변화(에너지 변화)
        . 분리 보다 결합되어있을 때, 에너지 측면에서 얼마나 안정한가를 나타냄
           .. 결국, 결합 엔탈피가 클수록 화학결합이 안정함을 나타냄
     - 단위 : [kJ/mol]
        . 1 mol 기체상 물질에서 특정 결합을 끓는데 필요한 엔탈피 변화량(ΔH)
     - 표시 : D
     - 구분
        . 이원자 분자의 결합엔탈피 : 각 원자들로 끓는데 필요한 엔탈피 변화량
        . 다원자 분자의 결합엔탈피 : 각각을 평균화한 평균 결합 엔탈피

  ㅇ 반응 엔탈피 (Reaction Enthalpy)
     - 화학반응이 얼마나 잘 일어날지 아닌지 결정하는 량
        . 등압에서 기존 결합이 깨지고, 새로운 결합을 생성하는데 필요한 엔탈피 변화
           .. 흡열 반응(결합이 깨어짐) : ΔH > 0
           .. 발열 반응(결합이 생성됨) : ΔH < 0
        . 반응 엔탈피 = ∑(끊어지는 결합 엔탈피) - ∑(생성되는 결합 엔탈피)   ☞ 용해열 참조


[열역학 1법칙] 1. 열역학 1법칙 2. 내부 에너지 3. 엔탈피 4. 열용량,비열
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