エンタルピーとはどういう意味ですか？

標準定義： エンタルピーは、熱力学系のエネルギーの測定値です。これは、システムの内部エネルギーに圧力と体積の積を加えたものに相当する熱力学的量です。

$ H = U + PV $

簡単に言うと、 $ U $項は、システムの作成に必要なエネルギーとして解釈でき、$ PV $項は、システムの「スペースを作る」ために必要なエネルギーとして解釈できます。環境の圧力は一定のままでした。

たとえば、システムが$ n $モルの体積のガス$ V $圧力$ P $および温度$ T $で、絶対ゼロから作成または現在の状態に戻される場合、エネルギーは内部エネルギー$ U $に$ PV $を加えたものに等しく供給される必要があります。ここで、$ PV $はプッシュで行われる作業です。周囲（大気圧）圧力に対して。

エンタルピーの詳細：

1） システムの総エンタルピーHはできません直接測定されます。エンタルピー自体は熱力学的ポテンシャルであるため、システムのエンタルピーを測定するには、定義された基準点を参照する必要があります。したがって、測定するのはエンタルピーの変化、$ \ Delta H $です。

2） 基本的な物理学と統計力学では、システムの内部特性を研究する方が興味深い場合があるため、内部エネルギーが使用されます。しかし、基本的な化学では、実験は一定の大気圧で行われることが多く、圧力-体積仕事はアクセスまたは制御できない大気とのエネルギー交換を表すため、$ \ Delta H $は反応熱に対して選択された式です。

3） エネルギーを供給して、粒子を圧力$ P $が一定のままであると仮定して、システムを作成するためのスペースを作るための環境。これは$ PV $の用語です。供給されるエネルギーは、内部エネルギー$ U $の変化も提供する必要があります。これには、活性化エネルギー、イオン化エネルギー、混合エネルギー、気化エネルギー、化学結合エネルギーなどが含まれます。

これらを合わせて、エンタルピー$ U + PV $の変化を構成します。 $ PV $の仕事以外に外部の仕事が行われていない、一定の圧力のシステムの場合、エンタルピーの変化はシステムが受け取る熱です。

粒子の数が一定の単純なシステムの場合、エンタルピーの差は、圧力が一定に保たれる熱力学的プロセスから得られる熱エネルギーの最大量です。

（出典： https://en.wikipedia.org/wiki/Enthalpy ）

OPの質問-

「スペースを空ける」とはどういう意味ですか？-

たとえば、あなたは椅子に座っています。次に立ち上がって腕を伸ばします。これを行うと、空気を移動させて自分のスペースを確保します。同様に、ガスは他のガスやその他のガスを移動させる働きをします。自分のスペースを確保するための制約。わかりやすくするために、自分を収容するのに十分な大きさの箱に自分が入っていると想像してみてください。今度は腕を伸ばしてみてください。腕を完全に伸ばすには、確かに多くの作業が必要になります。空気はまるで空気の場合を除いて、ボックスです。自分のスペースを確保するためにごくわずかな作業を行う必要があります。

コメント

• エンタルピーは実験室での実験にのみ使用されます。これは、化学プロセス業界全体で、大規模な連続処理装置の温度変化とエネルギー要件を定量化するために使用されます。
• 非常に良い説明（+1）
• @EricDuminil：不正解。熱の変化はプロセス量です。熱は測定できないので、どんな量でもあり得ません。
• @EricTowers：あなたは'誤った情報を広めています。 'もう一度言います。熱はプロセス量です（別の用語はプロセス機能です）。 'は、物体間の温度差によって、ある物体から別の物体に流れるエネルギーの量です。確かに量ですが、'は、ボディではなくプロセスに対して定義されています。 "熱の変化"は定義できません。ただし、2つの物体のうちの一方の温度変化を計算することで、プロセス中に伝達される熱量を計算できます。両方の文が完全に間違っているため、あなたのコメントが賛成されたのは悲しいことです。
• 外部とは異なる圧力の隔離されたコンテナがある場合、内部のガスのエンタルピーの$ P $は何ですか。コンテナ？ '環境'の圧力である場合、それが閉鎖系にとって重要なのはなぜですか？ 'がコンテナ内の圧力である場合、この環境の説明はどのように機能しますか？

Daniel Schroeder による見事なアナロジー：

• ウサギを召喚するには、魔術師は全力でウサギを「構築」する必要がありますで構成されています。彼は内部エネルギー $ U $ を提供する必要があります。

• しかし、最初に彼は邪魔になるすべての空気を押しのけなければなりません。これには、 $ W = pV $ の作業が必要です。彼が費やさなければならないエネルギーの合計は $ U + pV $ です。それをエンタルピー $ H $ と呼びましょう。

$$ H = U + pV $$

• しかし、周囲は彼が召喚に取り組んでいる間、熱を加えることによって、暖かい空気がいくらかのエネルギーを提供するかもしれません $ Q = TS $ 。彼が実際に持っている唯一のエネルギーしたがって、自分で費やす必要があるのは $ U + pV-TS $ です。これを、必要な自由エネルギー、またはギブスの自由エネルギー $ G $ 。

$$ G = H-TS $$

コメント

• Daniel Schroeder ' s熱物理学入門は最高です！
• @Steevenこれは、ギブスのエネルギーまたはエンタルピーについて私が今まで読んだ中で最高のアナロジーでした。私が質問者だった場合、これを私の好みの答えとしてマークします。あなたは私の一日を作りました

エンタルピーは、オープンの内外への大量の流れに関連するエネルギーを説明します熱力学系。

比エンタルピーh（単位質量あたりのエンタルピー）はh = u + pvです。ここで、uは特定の内部エネルギー、pは圧力、vは比容積です。オープンシステムのエネルギーバランスでは、質量流量によってシステムに追加/システムから除去されるエネルギーが、システムに出入りするエンタルピーを考慮して考慮されます。 pv項は、オープン熱力学システムで使用されるように、オイラーの観点からフローエネルギーと呼ばれます（空間に固定されています）。 （ラグランジュの観点から-固定質量に従う-pvは流れ仕事と呼ばれます。）

一般に、質量流量に関連する比エネルギーはh + V2 / 2 + gZです。ここで、Vは速度gは加速度です。重力、Zは仰角です。これは、エンタルピーに加えて、開いた熱力学系に流入/流出する質量の単位質量あたりの運動エネルギーと潜在的なエネルギーを説明します。

閉じた熱力学系（質量の流入/流出がない）の場合、エンタルピーは一定圧力プロセスに関連付けられています。

閉じたシステムの場合Q-W =ΔUここで、Qはシステムに追加される熱、Wはシステムによって行われる作業、ΔUは内部エネルギーの変化U、システムの。一定の圧力でゆっくりと熱が加えられる場合、システムによって行われる仕事はpΔVであり、一定の圧力の場合、これはΔ（pV）です。したがって、Q =ΔHです。 Hは、U + pVに等しいシステムのエンタルピーです。ここで、pは圧力、Vは体積です。 ΔHは、閉鎖系のエンタルピーの変化です。

SonntagやVanWylenによるものなど、熱力学に関する優れたテキストを参照することをお勧めします。

私にとって、あなたの教授の言うことは理にかなっていて非常に単純であると思います。要点です。

私はあなたの方程式を本当に理解していません。 （そしてそれが原因で、私の答えはあなたの答えの期待に従ってあなたの質問を「満たす」ことができないかもしれません）。とにかく、聞いてください。

エンタルピーは実際には「エネルギー量」です。しかし、ご覧のとおり、「エネルギー」（仕事をする能力）は抽象的すぎる用語であり、実際にエネルギーとは何かを指摘することはできません。代わりに、科学者はエネルギーのメカニズムを示すために「仮定」でそれを説明します。それらの仮定の1つは熱の現象です。

熱は私たちが感じることができるものであり、科学者は熱がエネルギーの「形」であると信じているので、彼らは「測定」できるようにエネルギーを表すために熱を使用します物体の温度変化を観察することで熱を発します。

現在、私の教育レベルは大学入学前であるため、エネルギーを見つけることは不可能であると「想定」するように言われています。 「もの」の内容（熱量を測る）ですが、個人的には「厳しい環境」でしかできないと思いますので、そういうのが原則です。

原則として「物の正確なエンタルピー（エネルギー量）は不明」であるため、物のエネルギー量を見つけることはできません。ただし、物体に一定の変化が生じた場合、たとえば、エンジンの回転数は、最初はゆっくりと回転することで高くなります。最初と最後の回転速度の両方から発生する熱を比較できるため、エネルギー量の変化（または熱の変化量）であるエンタルピーの変化を推測できます。

比熱容量、水の密度（$ \ rm H_2O $の量）などの他の「変数」が存在する場合、エンタルピーの変化（エネルギー含有量の変化または熱の変化量）を見つけることができます。一定の体積で）、圧力は一定のままです。

エンタルピーとは何か、エンタルピーの変化とは何かを尋ねるだけなので、これで十分だと思います。もう1つ、$ H $は熱量のシンボルであり、$ \ Delta H $は熱変化量のシンボルです。

注意点：

• エンタルピーはエネルギー量です

• エネルギーは漠然とした概念です

• 熱はエネルギーを表すために使用されます

• したがって、エンタルピーは熱量です

• エネルギー/熱量（エンタルピー、$ H $）の正確な量を特定することはできません。事

• しかし、増加または減少したエネルギー変化/熱量（エンタルピー変化、$ \ Delta H $）を測定できます

P / s：私にとって、エンタルピーの考え方は、特に人々がいわゆる「洗練された」言葉を使ってその考え方を説明する方法では、ちょっと厄介です。

コメント

• 内部エネルギーとエンタルピーが同じものであることをほのめかしているようです。
• 申し訳ありませんが、エネルギーは漠然とした概念ではありません。理論的な計算とそれを測定する正確な方法を可能にする正確な式があります。
• また、すべての物理学は"抽象的すぎます"。 'それが物理学を"曖昧にするかどうかはわかりません"。
• 別のコメント：'熱を感じることはできません。肌と環境の間に熱ではない温度差を感じることができます。