엔탈피 개념질문
익명 작성일 - 열역학1법칙은 Q=△U+W 입니다. (물리열역학 부호규약 적용, 이하 같음)
PV는 일이기는 하지만, 모든 일이 PV로 나타나는 것이 아니고 한 종류일 뿐입니다.
밀폐계 에너지보존식을 좀 더 보면,
단위질량(또는 단위 몰)에 대한 미분형은 du = δq - δw입니다.
(u는 상태함수, q,w는 경로함수이므로 각각 완전미분, 불완전미분을 의미하는 d, δ를 붙여줍니다.)
적분형은 △u = q - w 가 됩니다.
(적분형 역시 상태함수,경로함수 차이로 △가 붙고 안붙고 합니다.)
그리고 엔탈피는 정의 자체가 h = u + Pv이므로, 어떤 상황이나 조건에 관계없이 이는 성립할 수밖에 없습니다.
△u = q - w에서 w= P△v가 되는 경우는 △u = q - P△v이고 q에 대해 정리하면 q = △u + P△v가 됩니다.
또한 △u = u2-u1을 의미하므로 다시 정리하면
q = u2-u1 + P(v2-v1) = u2+Pv2- (u1+Pv1) = u2 + P2v2 - (u1 + P1v1) = h2 - h1 이 됩니다.
이 식이 성립하는 조건은 P = P2 = P1, 즉 정압과정임을 알 수 있습니다. 그래서 정압과정에서의 열전달량은 시스템의 엔탈피 변화와 같다고 하는 것입니다.
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q = u + Pv 식은 잘못된 식이라, 이 식을 근거로 어떤 설명을 하는 것은 좀 어려울 것 같습니다.
정리하자면 열역학1법칙은 q = △u + w이지 q = △u + △(Pv)가 아니구요.
△u + △(Pv) = u2-u1 + P2v1-P1v1= h2-h1은 맞고, q = u + Pv 는 잘못된 식이니 고등학교 물리1에서 보셨다는 것은 이 식이 아닐 것입니다. 그리고 밀폐계에서는 "정압과정에서 시스템의 엔탈피 변화와 열전달량이 같다"는 것 외에는 엔탈피가 그리 유용하지 않습니다. 내부에너지가 중요하지요.
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