기화 엔탈피

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기화의 엔탈피(기호 δH_vap)는 기화의 (잠재적) 열 또는 기화의 열로도 알려져 있으며, 그 물질의 양을 기체로 변환하기 위해 액체 물질에 추가되어야 하는 에너지(엔탈피)의 양입니다.기화의 엔탈피는 변환이 일어나는 압력의 함수입니다.

기화의 엔탈피는 물질의 정상 끓는 온도에 대해 종종 인용된다.표로 나타낸 값은 보통 298K로 보정되지만 그 보정은 측정값의 불확실성보다 작은 경우가 많다.

기화열은 온도에 따라 달라지지만 온도 범위가 작을 경우 및 온도 $저하{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {Tr}_{}}${\$displaystyle T_{r}$${\displaystyle }$$$${\displaystyle 1}$1 {\$displaystyle {}\ll1$의 경우 일정한 기화열을 가정할 수 있습니다.증발열은 온도가 상승함에 따라 감소하며 임계 온도($T$ r ${\displaystyle {}_{}}$1 \ ${\displaystyle \mathrm{display}}$ $style$ T_${r$} $$$= 1$)에서 완전히 사라집니다.임계 온도 이상에서는 액상과 기상이 구별되지 않으며, 이 물질을 초임계 유체라고 합니다.

단위

값은 보통 J/mol 또는 kJ/mol(증발의 몰 엔탈피)로 인용되지만 kJ/kg 또는 J/g(증발의 특정 열)는 여전히 kcal/mol, cal/g 및 Btu/lb와 같은 오래된 단위가 다른 단위들 사이에서 사용된다.

응축 엔탈피

응축의 엔탈피(또는 응축의 열)는 반대 부호를 가진 기화의 엔탈피와 정의상 같습니다. 기화의 엔탈피 변화는 항상 양(물질에 의해 흡수됨)인 반면 응축의 엔탈피 변화는 항상 음(물질에 의해 열이 방출됨)입니다.

열역학적 배경

기화의 엔탈피는 다음과 같이 쓸 수 있다.

$\displaystyle \Delta H_{\text{vap}}=\Delta U_{\text{vap}}+p,\Delta V}$

이는 액상과 비교하여 증가한 기상 내부 에너지와 더불어 주변 압력에 대한 작업과 같습니다.내부 에너지의 증가는 액체(또는 승화의 경우 고체)의 분자간 상호작용을 극복하는 데 필요한 에너지로 볼 수 있습니다.따라서 헬륨은 헬륨 원자 사이의 반데르발스 힘이 특히 약하기 때문에 기화 엔탈피가 0.0845kJ/mol로 특히 낮습니다.반면 액체 상태의 물 속 분자는 비교적 강한 수소 결합에 의해 결합되며, 그 기화 엔탈피인 40.65 kJ/mol은 같은 양의 물을 0 °C에서 100 °C까지 가열하는데 필요한 에너지의 5배 이상이다(c_p = 75.3 J/K·mol).그러나 기화 엔탈피를 사용하여 분자간 힘의 강도를 측정할 때는 이러한 힘이 기체상(불화수소의 경우와 마찬가지로)에서 어느 정도 지속될 수 있고, 따라서 계산된 결합 강도의 값이 너무 낮기 때문에 주의해야 한다.이것은 종종 기체상에서 공유 결합 분자를 형성하는 금속에 특히 해당됩니다. 이 경우 결합 에너지의 진정한 값을 얻기 위해 원자화의 엔탈피를 사용해야 합니다.

다른 설명은 응축의 엔탈피를 기체가 액체로 응축될 때 엔트로피의 감소를 보상하기 위해 주변으로 방출되어야 하는 열로 보는 것이다.액체와 기체가_b 비등점(T)에서 평형을 이루면 δG_v = 0으로 다음과 같이 된다.

$\displaystyle \Delta _{\text{v}}S=S_{\text{gas}-S_{\text{liquid}=\textfrac {\text{v}H}{T_{\text{b}}}}}}$

엔트로피와 엔탈피는 온도에 따라 크게 달라지므로 298 K부터는 온도차를 보정하지 않고 표로 나타낸 표준값을 사용하는 것이 일반적이다.기체의 엔트로피가 압력에 비례하기 때문에(더 정확히 말하면 퍼거시티에 비례하므로) 압력이 100kPa와 다르면 수정해야 합니다. 액체의 압축성이 작기 때문에 액체의 엔트로피는 압력에 따라 거의 변하지 않습니다.

이 두 가지 정의는 동일합니다. 끓는점은 기체상의 증가된 엔트로피가 분자간 힘을 극복하는 온도입니다.주어진 양의 물질은 응축상보다 기체상에서 항상 높은 엔트로피를 갖는다(${\displaystyle {\delta }_{}}$ v ${\displaystyle {}_{}}$\$displaystyle \Delta$ _${\text{v}}S$는 항상 양).

${\displaystyle \mathrm{\delta }}$ G${\displaystyle }$=${\displaystyle \delta }$ ${\displaystyle H}$ - $δ$ S { $displaystyle$ \ $Delta G$= \ $Delta H-T$ \ $Delta$S$$},

깁스 자유 에너지 변화는 온도 상승에 따라 감소한다. 가스는 실제로 관찰된 바와 같이 높은 온도에서 선호된다.

전해액 기화엔탈피

전해액의 기화 엔탈피 추정은 피처^[1] 모델이나 TCPC ^[2]모델 등의 화학열역학 모델에 기초한 방정식을 이용하여 간단하게 실시할 수 있다.

선택한 값

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요소들

금속의 기화는 금속 증기 합성의 핵심 단계로, 부피 원소에 대한 금속 원자 또는 작은 입자의 반응성 증가를 활용합니다.

기타 일반적인 물질

공통 물질의 기화 엔탈피(Enthalpies)는 각각의 표준 비등점에서 측정됩니다.

화합물	비등점, 정상 압력에서			기화열
	(K)	(°C)	(°F)	(J/mol)	(J/g)
아세톤	329	56	133	31300	538.9
알루미늄	2792	2519	4566	294000	10500
암모니아	240	−33.34	−28	23350	1371
부탄	272–274	−1	30–34	21000	320
디에틸에테르	307.8	34.6	94.3	26170	353.1
에탄올	352	78.37	173	38600	841
수소(파라히드로겐)	20.271	−252.879	−423.182	899.2	446.1
철	3134	2862	5182	340000	6090
이소프로필 알코올	356	82.6	181	44000	732.2
메탄	112	−161	−259	8170	480.6
메탄올	338	64.7	148	35200[3]	1104
프로판	231	−42	−44	15700	356
포스핀	185	−87.7	−126	14600	429.4
물.	373.15	100	212	40660	2257

「 」를 참조해 주세요.

• 클라우시우스-클라페이론 관계
• 시만스키 방정식, 기화열의 온도 의존성을 설명합니다.
• 융해 엔탈피, 융해 비열
• 승화 엔탈피
• 조백법, 분자구조에서 정상비등점에서의 기화열 추정
• 잠열

레퍼런스

• 열역학에 대한 CODATA 주요 값
• Gmelin, Leopold (1985). Gmelin-Handbuch der anorganischen Chemie / 08 a (8., völlig neu bearb. Aufl. ed.). Berlin [u.a.]: Springer. pp. 116–117. ISBN 978-3-540-93516-2.
• NIST 화학 웹북
• Young, Francis W. Sears, Mark W. Zemansky, Hugh D. (1982). University physics (6th ed.). Reading, Mass.: Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-07199-3.