エンタルピーのソースを表示

{{出典の明記|date=2011年10月}}
{{統計力学}}
'''エンタルピー'''（{{Lang-en-short|enthalpy}}）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[[発熱反応|発熱]]・[[吸熱反応|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[[熱]]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]]（{{Lang|en|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
{{Indent|
<math>H = U + pV</math>
}}
で定義される<ref name="atkins61">[[#atkins|Atkins (2001)]]、P61。</ref>。

== 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]]
{{Indent|
<math>H(S,p,N) = U(S,V(S,p,N),N) + pV(S,p,N)</math>
}}
と見ることが出来る。
{{See also|熱力学ポテンシャル}}

また、エンタルピー H(S,p,N) の全微分は
{{Indent|
<math>dH = TdS +Vdp +\mu dN</math>
}}
である。ここで T は[[温度]]、&mu; は[[化学ポテンシャル]]である。

== 等圧過程 ==
圧力 p<sub>ex</sub> 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
{{Indent|
<math>\delta'W = p_\mathrm{ex} \delta V</math>
}}
である。
一方、[[エネルギー保存則]]から
{{Indent|
<math>\delta'Q = \delta U +\delta'W = \delta U +p_\mathrm{ex} \delta V</math>
}}
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
{{Indent|
<math>\delta U +p_\mathrm{ex} \delta V =\delta H</math>
}}
となり、
{{Indent|
<math>\delta'Q = \delta H</math>
}}
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<ref name="atkins61" />。

また、[[熱容量|等圧熱容量]] C<sub>p</sub> は以下のように表される<ref>[[#atkins|Atkins (2001)]]、P64。</ref>。
{{Indent|
<math>C_p=\left( \frac{\partial H}{\partial T} \right)_p</math>
}}

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 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{reflist}}

== 参考文献 ==
*{{Cite book|和書
|author=Atkins, P. W.
|title=アトキンス物理化学
|publisher=[[東京化学同人]]
|edition=第6版
|volume=上
|others=千原秀昭・中村亘男訳
|year=2001
|isbn=4-8079-0529-5
|ref=atkins
}}

== 関連項目 ==
* [[格子エンタルピー]]
* [[熱力学ポテンシャル]]
** [[内部エネルギー]]
** [[エントロピー]] 
** [[自由エネルギー]]
* [[示差走査熱量測定]]
* [[ジュール＝トムソン効果]]

{{DEFAULTSORT:えんたるひ}}
[[Category:熱力学]]