Redirected from page "탈피"

E,AHRSS

엔탈피

last modified: 2015-02-28 18:03:53 Contributors

엔트로피와는 다르다 엔트로피와는!

엔탈피(enthalpy)는 내부 에너지와, 계가 부피를 차지함으로부터 얻을 수 있는 에너지(압력의 곱)의 합이다. 대기압이나 수압과 같이 압력에 둘러싸인 계를 다룰 때 쓴다.

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. 엔탈피 변화량 ΔH는 ΔH = ΔU+ Δ(PV)라 할 수 있다. Δ(PV)는 (PΔV + VΔP)로 쓸 수 있고, P-V 일 이외의 다른 일이 관여하지 않는다면, ΔU = Q - PΔV 이므로, 이 경우 ΔH는 다음과 같이 된다.

ΔH = Q + VΔP

따라서 일정한 압력(ΔP = 0) 하에서 일어나는 어떠한 과정에서 계가 주변과 주고받은 에너지인 열량(δQ)은 엔탈피 변화(ΔH)와 같다. 따라서 주변의 압력이 일정하게 유지되는 반응의 전후의 열량의 출입을 나타내는 데에 많이 쓰인다.


열역학에서는 위의 형태 대신에 미분형인 다음 식을 더 자주 쓴다. 단, 이 등식은 균질하고 가역인 계에서만 성립한다. 이는 열역학 제 2법칙에 의해 가역 과정에서만 δQ=TdS가 성립하기 때문.

dH = TdS+VdP

T: 온도, S: 엔트로피
V: 부피, P: 압력

위의 형태에서 알 수 있는 것은 엔탈피는 엔트로피와 압력을 변수로 하는 함수라는 것이다. 화학에서 엔탈피를 많이 사용하는 이유는, 대부분의 화학 반응들이 열린 공간, 즉 압력 변화가 없는(dP=0) 공간에서 일어나기 때문에, 위의 미분식에서 항 하나를 없애(dH=TdS) 실질적으로 열의 출입으로만 에너지 변화를 나타낼 수 있기 때문이다.[1]
----
  • [1] 내부 에너지(dU=TdS-PdV)의 경우, 엔트로피와 부피에 대한 함수이기 때문에 등적과정이 아닌 이상 그 변화를 측정하기 더 어렵다.