[산업기계설비기술사 2차 예상질문 및 답안] 엔탈피와 엔트로피 설명 및 단위

[예상질문] 엔탈피와 엔트로피가 뭐고, 단위가 어떻게 되죠?

[답안]

네. 답변드리겠습니다.

엔탈피 H라 하며 U 내부에너지와 압력 P 와 부피 V의 합으로 결정되는값입니다. 엔탈피는 에너지의 차원을 가지고 있는데 계가 지나온 과정(경로, Path)에 상관없이 온도, 압력, 그 계의 조성에 의해서만 결정됩니다.

물질이 가지는 고유한 내부에너지는 알 수 없기 대문에 절대 엔탈피의 양은 알 수 없지만, 물질 변화가 일어날 때의 엔탈피 변화량에 관심을 갖게 되어, 1기압하에서 일어나는 반응의 엔탈피 변화량을 표준 반응 엔탈피 ΔH^o_r 라고 부르고(r=reaction_, 기준으로 삼았습니다.

이를 통해 우리는 반응물과 생성물의 엔탈피 값을 알고 있다면 우리는 직접 실험하지 않아도 반응 엔탈피를 계산할 수 있습니다.

또한 1기압에서 어떤 화합물 1몰이 그 화합물을 구성하고 있는 성분 원소의 가장 안정한 상태에서 생성될 때 반응 엔탈피를 그 화학물의 표준 생성 엔탈피라고 합니다.(ΔH^o_f)

f= fusion, 가령, 탄소의 가장 안정한 원소 상태는 흑연, 수소와 산소는 각각 기체 상태인데, 이 때 표준 생성 엔탈피는 0입니다.

엔트로피는 무작위 또는 무질서의 상태를 의미합니다. 즉 시스템을 그냥 내버려두면 언젠가는 엔트로피가 최대 수준까지 증가해 그 시스템은 기능을 정지하거나 해체되어 버리고 만다는 것을 의미한다. 따라서 어떤 시스템이 계속 주어진 목적을 달성할 수 있기 위해서는 엔트로피의 증가를 억제하는 활동 도는 입력이 반드시 필요한데, 이를 부(-)의 엔트로피라고 합니다.

단위는 엔탈피는 Joule, 엔트포리는 Joule/Kelvin입니다.