계산 입력

결과

Enthalpy (H)

2,013.25

줄 (J)

내부 에너지 항 (U / ΔU)	1,000 J
압력-부피 항 (P·V / P·ΔV)	1,013.25 J

엔탈피란 무엇인가요?

엔탈피(H)는 시스템이 가진 총 열함량을 나타내는 열역학적 상태함수입니다. 시스템의 내부 에너지(U)에 압력(P)과 부피(V)의 곱을 더한 값으로 정의됩니다. 일정한 압력 조건에서는 엔탈피 변화가 곧 주위와 주고받는 열량과 같기 때문에, 엔탈피는 화학과 공학 분야에서 특히 유용하게 쓰입니다.

피스톤-실린더 계에서 엔탈피를 내부 에너지와 압력-부피 일의 합으로 나타낸 그림 — 엔탈피는 계의 내부 에너지 $U$와 압력-부피 곱 $P\cdot V$를 합한 것입니다.

계산기 사용 방법

먼저 모드를 선택하세요. 엔탈피 ($H = U + PV$) 모드는 시스템의 내부 에너지, 압력, 부피로부터 절대 엔탈피를 구할 때 사용합니다. 엔탈피 변화 ($\Delta H = \Delta U + P\Delta V$) 모드는 압력이 일정한 과정에 사용하며, 이때는 내부 에너지의 변화량과 부피의 변화량을 입력합니다. 값은 SI 단위로 입력하세요. 내부 에너지는 줄(J), 압력은 파스칼(Pa), 부피는 세제곱미터(m³) 단위입니다. 결과는 줄(J) 단위로 표시됩니다.

공식 풀이

기본 정의식은 다음과 같습니다.

$$H = \text{U (J)} + \text{P (Pa)} \cdot \text{V (m}^3\text{)}$$

여기서 $P\cdot V$ 항은 흐름일(유동 일)을 의미하며, 압력 $P$ 하에서 시스템이 차지할 공간을 만드는 데 필요한 에너지를 나타냅니다. 압력이 일정한 과정에서는 미분 형태가 다음과 같이 되며,

$$\Delta H = \text{\$\Delta\$U (J)} + \text{P (Pa)} \cdot \text{\$\Delta\$V (m}^3\text{)}$$

이것이 바로 $\Delta H$가 정압 조건에서의 반응열이 되는 이유입니다.

엔탈피 H를 내부 에너지 U와 압력-부피 항 PV로 나눈 막대 — $H = U + P\cdot V$의 항들을 쌓아 올린 기여로 표시.

예제 풀이

어떤 기체의 내부 에너지가 $U = 1000 \text{ J}$, 압력이 $P = 101{,}325 \text{ Pa}$, 부피가 $V = 0.01 \text{ m}^3$라고 가정해 봅시다. 압력-부피 항은

$$101{,}325 \times 0.01 = 1013.25 \text{ J}$$

이므로, 엔탈피는

$$H = 1000 + 1013.25 = \mathbf{2013.25 \text{ J}}$$

가 됩니다.

자주 묻는 질문

어떤 단위를 사용해야 하나요? 결과를 줄(J) 단위로 얻으려면 SI 단위(J, Pa, m³)를 사용하세요. 만약 단위를 섞어 쓰면(예: atm와 리터) 먼저 단위를 변환해야 합니다.

엔탈피 값이 왜 이렇게 큰가요? 파스칼 단위의 압력이 큰 숫자이기 때문입니다. $1 \text{ atm} \approx 101{,}325 \text{ Pa}$이므로, 부피가 작더라도 $P\cdot V$ 항이 상당히 큰 값이 됩니다.

$\Delta H$가 곧 열량인가요? 압력이 일정하고 팽창 외의 일이 없는 조건에서는 $\Delta H$가 시스템이 흡수하거나 방출하는 열량과 같습니다.

엔탈피 계산기