엔탈피(Enthalpy)의 정의와 Gibbs 자유에너지와의 차이점

엔탈피(Enthalpy)의 정의

엔탈피(Enthalpy)는 일정한 압력에서 시스템의 총 에너지를 설명하는 기본적인 열역학적 특성입니다. 기호 H로 표시되며 줄(J) 또는 킬로줄(kJ) 단위로 표시됩니다. 엔탈피는 상태 함수입니다. 즉, 엔탈피 값은 시스템의 초기 및 최종 상태에만 의존하며 한 상태에서 다른 상태로 이동하는 경로에는 영향을 받지 않습니다. 엔탈피는 화학 반응이나 물리적 과정에서 발생하는 열 전달을 설명하는 데 사용되며 반응의 방향과 정도를 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

엔탈피는 시스템의 내부 에너지(U)와 압력(P) 및 부피(V)의 곱의 합으로 정의됩니다.

H = U + PV

시스템의 엔탈피 변화(ΔH)는 시스템의 초기 상태와 최종 상태 사이의 엔탈피 차이입니다. 시스템이 화학 반응이나 물리적 과정 중에 열을 흡수하는지 아니면 방출하는지에 따라 양수일 수도 있고 음수일 수도 있습니다. 엔탈피 변화가 음수이면 시스템이 주변으로 열을 방출했으며 반응 또는 프로세스가 발열임을 나타냅니다. 엔탈피 변화가 양수이면 시스템이 주변에서 열을 흡수했으며 반응 또는 프로세스가 흡열임을 나타냅니다.
엔탈피는 반응 또는 공정 중에 발생하는 열 전달 측정과 관련된 열량계를 사용하여 실험적으로 측정할 수 있습니다. 열량계 실험은 반응 또는 공정의 엔탈피 변화를 결정하는 데 사용할 수 있으며, 그런 다음 반응 또는 공정의 실행 가능성 및 방향을 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

엔탈피와 Gibbs 자유에너지의 차이점?

엔탈피와 Gibbs 자유 에너지(Gibbs free energy)는 모두 시스템의 에너지를 설명하는 데 사용되는 열역학적 함수이지만 의미와 용도가 다릅니다.

엔탈피(H)는일정한 압력에서 시스템의 총 에너지 측정값입니다. 시스템의 내부 에너지와 주변 대기를 대체하는데 필요한 에너지를 모두 고려합니다. 엔탈피는 종종 화학 반응이나 물리적 과정에서 열 전달을 설명하는 데 사용되며 줄(J) 또는 킬로줄(kJ) 단위로 표시됩니다.

Gibbs 자유 에너지(G)는 시스템에서 유용한 작업을 수행하는데 사용할 수 있는 에너지 양을 측정한 것입니다. 시스템의 내부 에너지와 주변 대기를대체하는데 필요한 에너지, 시스템의 엔트로피(S) 등을 모두 고려합니다. Gibbs 자유 에너지는 종종 일정한 온도와 압력에서 화학 반응이나 물리적 과정의 자발성을 예측하는 데 사용되며 줄(J) 또는 킬로줄(kJ) 단위로 표시됩니다.

요약하면 엔탈피는 시스템의 총 에너지를 나타내고 Gibbs 자유 에너지는 유용한 작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 에너지의 양을 나타냅니다. 엔탈피는 화학 반응 또는 물리적 과정에서 열 전달 및 에너지 변화를 연구하는 데 관련이 있는 반면, Gibbs 자유 에너지는 반응 또는 과정이 자발적으로 발생할지 여부를 예측하는데 더 유용합니다.

 

엔탈피는 화학 반응, 연소 과정 및 열 전달의 열역학을 설명하기 위해 화학 공학 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 복잡한 시스템의 동작을 이해하고 예측하는 데 중요한 도구이며 산업 및 기술 분야에서 많은 실용적인 응용 프로그램이 있습니다.

 

엔탈피(Enthalpy)의 정의