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일반화학실험 - 엔탈피 측정
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1.Title : 엔탈피 측정
2.Introduction
산과 염기의 중화반응을 이용하여 엔탈피가 상태함수임을 확인한다.
3.Principle and Theory
엔탈피 (Enthalpy)
대부분의 화학반응은 일정한 부피보다는 일정한 압력(대기압) 조건에서 수행한다. 따라서 일정 압력 하에서 전달되는 열 q를 내부에너지 E와 유사한 어떤 상태 성질 (상태함수)과 결부시키는 것이 바람직하다. 만일 외부 압력이 일정하고 계가 외부에 행한 일이 전부 압력-부피 일이라면 다음 관계식이 성립한다.△E = q + w = q - P외부△V 외부 압력이 계의 내부 압력 P와 같다고 가정하면 다음과 같이 쓸 수 있다. △E = q - P△V q = △E + P△V 여기서 P는 상수이므로 P△V = △(PV) 이고 위 식은 다음 같이 된다. q = △(E + PV) 이 식의 우변에 있는 E + PV를 “엔탈피 H”라고 정의한다. H = E + PV ∴ q = △(E + PV) = △H 이 때, E, P 및 V가 상태함수이므로 H도 상태함수이어야 한다. 한 가지 중요한 것은, 위 식은 일정 압력에서만 성립한다는 것이다. 압력이 변하는 경우는 보다 일반적인 다음 관계식을 사용해야 한다. △H = △E + △(PV)
상태함수 (State Function)
엔탈피는 여러 가지 열역학적 함수의 하나로서 상태함수 라고 한다. 상태함수의 크기는 계의 온도와 압력에 의해 결정되는 것으로 그 내력과는 전혀 관계없다. 즉, 상태함수의 변화량은 오로지 계의 처음 상태와 최종 상태에 의해 정해질 뿐 그 경로와는 전혀 관계없다. 그 보기로서 0℃에서 얼음 1g이 녹는 변화를 생각해보자. 여기는 0℃ 및 1기압에서 고체의 물이 0℃ 및 1기압에서 액체의 물로 되는 것으로 두 단계가 포함된다. 고체의 물 1g이 기체의 물 1g으로 승화되는 것을 단계 1(△H₁), 기체의 물 1g이 액체의 물 1g으로 응축되는 것을 단계 2(△H₂)라 하면, 총 엔탈피의 합은 △H = △H₁ + △H₂ 가 된다.
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2017.03.19
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