エンタルピー

エンタルピー[enthalpy]

エンタルピーは物質の持つ内部エネルギーと膨張・収縮するための流動エネルギーを合わせたもので熱含量ともいう.
内部エネルギーを $U$[J],圧力を $p$[Pa],体積を $V$[$\rm{m}^{3}$] とすると,エンタルピー $H$[J] は,\[H=U+pV\]と表される.

内部エネルギー示量性状態量である.

\[\rm{Pa}=\frac{\rm{N}}{\rm{m}^{2}}=\frac{\rm{kg}}{\rm{m}\cdot\rm{s}^{2}}\]であるから,\[\begin{eqnarray} \rm{Pa}\cdot\rm{m}^{3}&=&\frac{\rm{kg}}{\rm{m}\cdot\rm{s}^{2}}\cdot\rm{m}^{3}\\&=&\frac{\rm{kg}\cdot\rm{m}^{2}}{\rm{s}^{2}}\\&=&J \end{eqnarray}\]となる.

内部エネルギーを,エントロピー $S$,圧力 $p$,物質量 $N$ を用いて表すと,\[U(S,V,N) \] となる.エンタルピーは,この内部エネルギー $U$ の$V$ に関するルジャンドル変換として,\[H(S,p,N)=U(S,V(S,p,N),N)+pV(S,p,N)\]と表すことができる.

比エンタルピー[enthalpy]

1kg 当たりの内部エネルギーを $u$[J/kg],圧力を $p$[Pa],体積を $v$[$\rm{m}^{3}$/kg] とすると,比エンタルピー $h$[J] は,\[h=u+pv\]と表される.


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