[include(틀:통계역학)] [[파일:TDenthalpyupdown.png|width=500&height=200&bgcolor=#ffffff]] > 일정한 압력에서 일어나는 변화에서, 에너지는 크게 유용하지 않다. [목차] == 개요 == || [[한국어]] || 엔탈피 || || [[영어]] || Enthalpy || || [[스페인어]] || Entalpía || || [[러시아어]] || Энтальпия || || [[일본어]] || エンタルピー || || [[중국어]] || 焓 / hán[* 한문으로는 '''엔탈피 함'''으로 읽으면 된다.] || || [[독일어]] / [[프랑스어]] || Enthalpie || '''열역학의 핵심 함수''' 엔탈피는 [[엔트로피]]와 더불어 물질계의 안정성과 변화의 방향, 그리고 [[화학]] 평형의 [[위치]]와 [[이동]]을 결정하는 핵심적인 요소이다. [[내부 에너지]]와 [[계]]가 [[부피]]를 차지함으로써 얻을 수 있는 에너지'''(부피·[[압력]])'''의 합이다. [[대기압]]이나 [[수압]]과 같이 압력에 둘러싸인 계를 다룰 때 사용한다. [[열역학]]적 계에서 뽑을 수 있는 [[에너지]]로, 일반적인 기호는 [[라틴]] [[대문자]] H를 사용한다. 고등학교 [[과학]] 교육 과정에서는 [[화학Ⅱ]]에서 집중적으로 다룬다. == 도입의 필요성 == 엔탈피는 [[에너지]](E)와 유사하며, 혼동하여 사용하기도 한다. 엔탈피를 잘 이해하기 위해서는 [[열]]·[[일]]·에너지에 대한 내용을 되돌아 보는 것이 필요하다. [[계]]의 상태가 변하면 계에서 주위로 또는 주위에서 계로 열과 일이 이동한다. 계가 받은 열(Q)과 계에게 해준 일(W)의 [[합]]을 계의 에너지 변화량(ΔE)이라 하며, 아래와 같이 나타낸다. ||ΔE = Q + W|| 이것이 [[열역학 법칙|열역학 제1법칙]]이다. 일에는 전기적 일, 기계적 일 등 여러 가지가 있으며, 그중에서 외부 압력(P)에 대해 계의 부피(V)가 변하면, 이 경우에도 일이 관여한다. 이때, 계에 해준 일(W)은 -PΔV로 표현할 수 있다. 만약 계에 외부 [[압력]]에 대해 [[부피]]가 변하는(P-V) 일 외에 다른 일이 없다면, 열역학 제1법칙은 ΔE = Q - PΔV가 된다. 부피가 일정하게 유지되면서(ΔV=0) 계의 상태가 변하면 에너지 변화량 ΔE는 흡수한 [[열량]](Qv)과 같다 (ΔE = Qv). [[화학]]에서의 많은 변화는 '''부피가 일정한 상태보다는 압력이 일정한 상태''', 즉 [[대기압]] 아래에서 일어나는 경우가 많다. 대기압 아래에서 일어나는 물의 증발, 얼음의 [[융해]], [[연료]]의 [[연소]] 반응이 그 예라 할 수 있다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 이런 물리-화학적 변화에서 일어나는 열의 출입을 좀 더 간단히 취급하기 위해서는, 기존의 에너지보다 편리한 새로운 [[함수]]를 도입할 필요가 있다. == 정의 == 엔탈피는 다음 식으로 주어진다. || H = U + PV || * H: 계의 엔탈피 * U: 계의 내부 에너지 * P: 계의 압력 * V: 계의 부피 위의 엔탈피의 정의는 그 값이 기준을 __어떤 [[점]]으로 잡느냐__에 따라 변하기 때문에 그 자체로 쓰이는 것보다는 엔탈피의 변화로 어떤 과정을 나타내기 위해 만들어진 [[개념]]이다. ΔH(엔탈피 변화량) = ΔU + Δ(PV)라 할 수 있다. Δ(PV) = (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 [[계]]가 주변과 주고받은 [[에너지]]인 [[열량]](δQ)은 엔탈피 변화(ΔH)와 같다. 따라서 주변의 압력이 일정하게 유지되는 반응 전후의 열량의 출입을 나타내는 데에 많이 쓰인다. '''일정한 압력하에서는 엔탈피 변화량과 계가 받은 열량이 서로 같다.''' === 미분적 정의 === [[열역학]]에서는 위의 형태 대신에 [[미분]]형인 다음 식을 더 자주 쓴다. 단, 이 [[등식]]은 균질하고 가역인 [[계]]에서만 성립한다. 이는 열역학 제2법칙에 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 [[엔트로피]]와 [[압력]]을 [[변수]]로 하는 [[함수]]라는 것이다. [[화학]]에서 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.[* 내부 에너지'''(dU=TdS-PdV)'''의 경우, 엔트로피와 부피에 대한 함수이기 때문에 등적과정이 아닌 이상 그 변화를 측정하기 더 어렵다.] 즉, 어떠한 과정에서 ΔP=0일 때, ΔH는 계가 주변과 주고받은 [[에너지]]인 [[열량]]을 나타낸다. == 같이 보기 == * [[물리학 관련 정보]] * [[화학 관련 정보]] * [[열역학]] * [[통계역학]] * [[열역학 법칙]] * [[물리화학]] * [[엔트로피]] [[분류:물리학]][[분류:화학]]