엔탈피는 무엇을 의미합니까?

표준 정의 : 엔탈피는 열역학 시스템의 에너지 측정 단위입니다. 시스템의 내부 에너지에 압력과 부피의 곱을 더한 열역학적 양입니다.

$ H = U + PV $

간단히 말하면 $ U $ 기간은 시스템을 만드는 데 필요한 에너지로 해석 될 수 있으며 $ PV $ 기간은 다음과 같은 경우 시스템을위한 “공간을 만드는”데 필요한 에너지로 해석 될 수 있습니다. 환경의 압력은 일정하게 유지되었습니다.

예를 들어, 시스템이 $ V $ 부피의 가스 $ n $ 몰 압력 $ P $ 및 온도 $ T $에서 생성되거나 절대 0에서 현재 상태로 가져 오면 내부 에너지 $ U $ + $ PV $와 동일하게 에너지가 공급되어야합니다. 여기서 $ PV $는 밀기에서 수행되는 작업입니다. 주변 (대기) 압력에 대해.

엔탈피에 대한 추가 정보 :

1) 시스템의 총 엔탈피 H는 직접 측정됩니다. 엔탈피 자체는 열역학적 잠재력이므로 시스템의 엔탈피를 측정하려면 정의 된 기준점을 참조해야합니다. 따라서 우리가 측정하는 것은 엔탈피의 변화, $ \ Delta H $입니다.

2) 기본 물리학 및 통계 역학에서는 시스템의 내부 특성을 연구하는 것이 더 흥미로울 수 있으므로 내부 에너지가 사용됩니다. 그러나 기본 화학에서 실험은 종종 일정한 대기압에서 수행되며 압력-체적 작업은 접근하거나 제어 할 수없는 대기와의 에너지 교환을 나타내므로 $ \ Delta H $는 반응열에 대해 선택된 표현입니다. .

3) 입자를 제거하려면 에너지를 공급해야합니다. 압력 $ P $가 일정하게 유지된다는 가정하에 시스템 생성을위한 공간을 만들기위한 주변 환경 이것은 $ PV $ 기간입니다. 공급 된 에너지는 활성화 에너지, 이온화 에너지, 혼합 에너지, 기화 에너지, 화학 결합 에너지 등을 포함하는 내부 에너지 $ U $의 변화도 제공해야합니다.

함께 이들은 엔탈피 $ U + PV $의 변화를 구성합니다. $ PV $ 작업 이외의 외부 작업이없는 일정한 압력의 시스템의 경우 엔탈피의 변화는 시스템이받는 열입니다.

일정한 수의 입자가있는 단순한 시스템의 경우, 엔탈피의 차이는 압력이 일정하게 유지되는 열역학 과정에서 유도 할 수있는 열 에너지의 최대량입니다.

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

OP “의 질문-

“공간 만들기 “는 무엇을 의미합니까?-

예를 들어 의자에 앉아 일어 서서 팔을 쭉 뻗습니다. 이렇게하면 공기를 약간 옮겨서 자신을위한 공간을 만듭니다. 마찬가지로 가스는 다른 가스 나 다른 가스를 대체하는 역할을합니다. 더 이해하기 쉽도록 자신이 자신을 담을 수있을만큼 큰 상자에 들어 있다고 상상해보십시오. 이제 팔을 쭉 뻗으십시오. 팔을 완전히 펴려면 많은 작업을해야합니다. 공기는 마치 일 공기의 경우를 제외하고는 상자입니다. 공간을 만들기 위해 무시할 수있는 작업을해야합니다.

댓글

• 엔탈피는 실험실 실험에만 사용되는 것이 아닙니다. . 화학 공정 산업 전반에서 대규모 연속 처리 장비의 온도 변화 및 에너지 요구 사항을 정량화하는 데 사용됩니다.
• 매우 좋은 설명 (+1)
• @EricDuminil : 틀 렸습니다. 열의 변화는 공정 량입니다.열은 측정 할 수 없으므로 어떤 종류의 양도 될 수 없습니다.
• @EricTowers : 당신은 ‘ 잘못된 정보를 퍼 뜨리고 있습니다. ‘ 다시 말하겠습니다. 열은 공정 량입니다 (다른 용어는 공정 함수입니다). 이는 ‘ 단순히 신체 간의 온도 차이로 인해 한 신체에서 다른 신체로 흐르는 에너지의 양입니다. 확실히 수량이지만 ‘ 본문이 아닌 프로세스에 대해 정의됩니다. ” 열 변화 “를 정의 할 수 없습니다. 하지만 두 물체 중 하나의 온도 변화를 계산하여 공정 중에 전달되는 열량을 계산할 수 있습니다. 두 문장이 완전히 틀 렸기 때문에 귀하의 의견이 찬성표를받은 것이 슬픕니다.
• 외부 압력이 다른 격리 된 용기가 있다면 내부 가스 엔탈피에서 $ P $는 얼마입니까? 컨테이너? ‘ 환경의 압력 인 경우 ‘ 폐쇄 형 시스템에 왜 이것이 중요한가요? 컨테이너 내부의 압력이 ‘라면이 환경 설명은 어떻게 작동합니까?

다니엘 슈뢰더 의 훌륭한 비유 :

• 토끼를 소환하려면 마술사는 모든 에너지로 토끼를 “만들어야”합니다. 구성되어 있습니다. 그는 내부 에너지 $ U $ 를 제공해야합니다.

• 하지만 먼저 그는 방해가되는 모든 공기를 밀어 내야합니다. 이를 위해서는 약간의 작업 $ W = pV $ 이 필요합니다. 그가 소비해야하는 총 에너지는 $ U + pV $ 입니다. 이를 엔탈피 $ H $ 라고 부르겠습니다.

$$ H = U + pV $$

• 하지만 주변 환경은 그를 좀 도와주세요. 따뜻한 공기는 그가 소환 작업을하는 동안 열을 추가하여 약간의 에너지를 제공 할 수 있습니다. $ Q = TS $ . 그가 실제로 유일한 에너지 따라서 자신을 지출해야하는 비용은 $ U + pV-TS $ 입니다.이를 필요한 자유 에너지 또는 Gibbs 자유 에너지 $ G $ .

$$ G = H-TS $$

댓글

• 다니엘 슈뢰더 ‘ s 열 물리학에 대한 소개가 최고입니다!
• @Steeven 이것은 Gibbs 에너지 또는 엔탈피에 대해 읽은 최고의 비유였습니다. 내가 질문자 인 경우 선호하는 답변에 표시합니다. 당신은 나의 하루를 만들었습니다.

Enthalpy는 개방 / 외부의 질량 흐름과 관련된 에너지를 설명합니다. 열역학 시스템.

비엔 탈피 h (단위 질량 당 엔탈피)는 h = u + pv입니다. 여기서 u는 특정 내부 에너지, p는 압력, v는 비 체적입니다. 개방형 시스템의 에너지 균형에서 질량 흐름에 의해 시스템에서 추가 / 제거 된 에너지는 시스템의 엔탈피 인 / 아웃을 고려한 것으로 간주됩니다. pv 용어는 개방형 열역학 시스템에 사용되는 것처럼 공간에 고정 된 오일러 관점에서 유동 에너지라고합니다. (라그랑주 관점에서 고정 된 질량 pv를 따르는 것을 흐름 일이라고합니다.)

일반적으로 질량 흐름과 관련된 특정 에너지는 h + V2 / 2 + gZ이고 여기서 V는 속도 g는 가속도입니다. 중력, Z는 고도입니다. 이것은 엔탈피와 함께 개방형 열역학 시스템으로 들어오고 나가는 질량에 대한 단위 질량 당 운동 및 위치 에너지를 설명합니다.

닫힌 열역학 시스템 (질량 흐름이 들어오고 나가지 않음)의 경우 엔탈피는 다음과 같습니다. 일정 압력 프로세스와 관련이 있습니다.

Q가 시스템에 추가되는 열인 폐쇄 시스템 Q-W = ΔU의 경우 W는 시스템에 의해 수행되는 작업이고 ΔU는 내부 에너지의 변화 U, 시스템의. 일정한 압력에서 서서히 열을 가하는 경우 시스템이 수행하는 작업은 pΔV이고 일정한 압력의 경우 Δ (pV)입니다. 따라서 Q = ΔH입니다. H는 U + pV와 같은 시스템의 엔탈피입니다. 여기서 p는 압력이고 V는 부피입니다. ΔH는 폐쇄 시스템의 엔탈피 변화입니다.

손 태그와 반 와일 렌이 쓴 열역학에 대한 좋은 글을 참고하시기 바랍니다.

저는 교수님의 말이 말이되고 매우 간단하다고 생각합니다. 요점입니다.

정말 당신의 방정식을 이해하지 못합니다. (그리고 그것으로 인해, 내 대답은 “당신의 대답에 대한 기대에 따라 당신의 질문을”만족 “시킬 수 없을 것입니다). 어쨌든 제발 들어주세요.

엔탈피는 실제로 “에너지 콘텐츠”입니다.하지만 아시다시피, “에너지”(일을 할 수있는 능력)는 너무 추상적 인 용어이므로 실제로 에너지가 무엇인지 지적 할 수 없습니다. 대신 과학자들은 에너지 메커니즘을 보여주기 위해 “가정”으로 그것을 설명합니다. 이러한 가정 중 하나는 열 현상입니다.

열은 우리가 느낄 수있는 것이고 과학자들은 열이 에너지의 “형태”라고 믿기 때문에 열을 사용하여 에너지를 “측정”할 수 있습니다. 물체의 온도 변화를 관찰하여 열을 발생시킵니다.

현재 제 교육 수준은 대학 이전 수준이며 그로 인해 에너지를 찾을 수 없다고 “가정”하라는 말을 들었습니다. “물건”의 내용 (전달되는 열의 양을 측정)이지만 개인적으로 “엄격한 환경”에서만 가능하다고 믿으며 그렇게하기가 매우 어려울 것입니다. 이것이 일반적인 규칙이 그런 종류의 이유입니다. 가정.

일반적인 규칙은 “물건의 정확한 엔탈피 (에너지 함량)는 알 수 없음”이므로 사물의 에너지 함량을 찾을 수 없습니다. 그러나 물체가 특정 변화를 경험하면 예를 들어 엔진의 회전 수가 처음에는 느리게 회전하다가 높아지면 초기 회전 속도와 최종 회전 속도에서 발생하는 열을 비교할 수 있습니다. 에너지 함량 변화 (또는 열 변화량) 인 엔탈피 변화를 추론 할 수 있습니다.

비열 용량, 물의 밀도 ($ \ rm H_2O $ 존재하는 양)와 같은 다른 “변수”가 있으면 엔탈피의 변화 (에너지 함량 변화 또는 열 변화량)를 찾을 수 있습니다. 특정 부피에서) 압력은 일정하게 유지됩니다.

엔탈피가 무엇인지, 엔탈피 변화가 무엇인지 묻기 때문에이 정도면 충분하다고 생각합니다. 한 가지 더, $ H $는 열 함량의 상징이고 $ \ Delta H $는 열 변화량의 상징입니다.

주의 사항 :

• 엔탈피는 에너지 함량입니다.

• 에너지는 모호한 개념입니다.

• 열은 에너지를 나타내는 데 사용됩니다.

• 따라서 엔탈피는 열 함량입니다.

• 우리는 에너지 / 열 함량 (엔탈피, $ H $)의 정확한 양을 결정할 수 없습니다. 일

• 그러나 우리는 증가하거나 감소하는 에너지 변화 / 열 함량 (엔탈피 변화, $ \ Delta H $)을 측정 할 수 있습니다.

P / s : 저에게 엔탈피의 개념은 다소 지저분합니다. 특히 사람들이 소위 “정교한”단어를 사용하여 아이디어를 설명하는 방식에서 그렇습니다.

댓글

• 내부 에너지와 엔탈피가 동일하다는 것을 거의 암시하는 것 같습니다.
• 죄송하지만 에너지는 모호한 개념이 아닙니다. 이론적 인 계산과 정확한 측정 방법을 허용하는 정확한 공식이 있습니다.
• 또한 모든 물리학은 ” 너무 추상적입니다 “. 물리학이 ” 모호하게 “가 ‘ 확실하지 않습니다.
• 또 다른 설명 : 열을 느끼지 못할 ‘ 있습니다. 열이 아닌 피부와 환경의 온도차를 느낄 수 있습니다.