エンタルピー

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テンプレート:出典の明記 テンプレート:統計力学 エンタルピーテンプレート:Lang-en-short)とは、熱力学における示量性状態量のひとつである。熱含量ともいう。 エンタルピーはエネルギーの次元をもち、物質の発熱吸熱挙動にかかわる状態量である。 等圧条件下にある系が発熱して外部にを出すとエンタルピーが下がり、吸熱して外部より熱を受け取るとエンタルピーが上がる。

名称が似ているエントロピーentropy)とは全く異なる物理量である。

定義

エンタルピー H は内部エネルギー U、圧力 p、体積 V を用いて テンプレート:Indent で定義される[1]

完全な熱力学関数

エンタルピーはエントロピー S、圧力 p、物質量 N の関数 H(S,p,N) と見たときに完全な熱力学関数となる。 このとき、定義式は内部エネルギー U(S,V,N) の V に関するルジャンドル変換 テンプレート:Indent と見ることが出来る。 テンプレート:See also

また、エンタルピー H(S,p,N) の全微分は テンプレート:Indent である。ここで T は温度、μ は化学ポテンシャルである。

等圧過程

圧力 pex の環境にある系が平衡状態の変化をする間に外部に為す仕事は テンプレート:Indent である。 一方、エネルギー保存則から テンプレート:Indent である。 等圧条件下では変化の前後で <math>p=p_\mathrm{ex}</math> であり、<math>\delta p=0</math> なので テンプレート:Indent となり、 テンプレート:Indent が成り立つ。 つまり、等圧過程においては系に与えた熱量が系のエンタルピーの変化と等しくなっている[1]

また、等圧熱容量 Cp は以下のように表される[2]テンプレート:Indent

反応系外に対して仕事をしない化学反応においては、エンタルピー変化と反応熱は等しい。

圧力ゼロにおいては、エンタルピーと内部エネルギーは等価である。 つまり、閉鎖した領域における熱収支は、たとえ膨張しようが、同じであるということである。

脚注

テンプレート:脚注ヘルプ テンプレート:Reflist

参考文献

関連項目

  • 1.0 1.1 Atkins (2001)、P61。
  • Atkins (2001)、P64。