エンタルピー計算機

顕熱、潜熱、圧力と体積による流動仕事からエンタルピー変化を計算します。

熱含量の変化を計算
初期・最終状態の値と、質量および材料の熱物性を入力してください。

エンタルピー変化について

エンタルピーは、内部エネルギーに圧力と体積の積を加えた熱力学的状態関数です。定圧過程では、圧力体積仕事だけが生じる場合にエンタルピー変化が系へ伝わる熱量に等しくなるため、特に便利です。この計算機は、温度変化による顕熱、指定した相変化に伴う潜熱、初期状態と最終状態の圧力体積流動仕事の差という三つの明確な寄与を合計します。 顕熱は、質量、比熱容量、最終温度から初期温度を引いた温度差の積で求めます。温度差が正なら正の寄与となり、冷却では負になります。摂氏とケルビンの温度差は数値が同じなので、この項には入力した摂氏値を直接使用できます。モデルは指定された比熱容量が区間内で一定と仮定します。温度範囲が広い場合は、温度依存の熱容量を積分するとより正確です。 潜熱は、質量に入力した一グラム当たりの潜熱を掛けて求めます。相転移がなければゼロを入力してください。この計算機の符号規約では、融解、気化、昇華で吸収するエネルギーは正の値を使います。凝固や凝縮では、入力欄が材料の非負の大きさのみを受け付けるため、過程を解釈する際に放出される潜熱を別途扱ってください。圧力体積項は、最終圧力と最終体積の積から初期圧力と初期体積の積を引きます。リットル気圧は、一リットル気圧当たり 101.325 ジュールで換算します。 これは一般的な教育用のエネルギー収支であり、完全な物性データベースや状態方程式ソルバーではありません。実際のエンタルピー変化は、温度依存の熱容量、非理想気体の挙動、混合、反応進行度、基準状態、圧力依存の相物性、他の仕事の形態にも左右されます。化学反応には、ここで入力する簡略項が過程を完全に表す場合を除き、標準生成エンタルピーの表や実測反応データを使ってください。質量と比熱容量のグラム基準をそろえ、各状態の圧力と体積を正しく組み合わせます。寄与の内訳により仮定を把握でき、加熱、冷却、理想化した相変化、熱力学の基礎演習に役立ちます。

エンタルピー変化の例

これらの例は一定の熱容量と、表示された圧力体積の規約を用います。

過程の入力値エンタルピー変化主な寄与
水 100 g、25 から 100 °C、cp = 4.18 J/g°C31.35 kJ圧力と体積の積が変わらない顕熱加熱
0 °C の氷 100 g、潜熱 = 334 J/g33.40 kJ理想的な融解の寄与
気体 28 g、20 °C 上昇、cp = 1 J/g°C0.56 kJ に圧力体積項の変化を加算理想化した気体の加熱
P1V1 = 1 L atm; P2V2 = 2 L atm流動仕事が 0.101325 kJ 増加圧力体積項のみ

エンタルピー変化の計算方法

  1. 初期温度と最終温度を摂氏で入力します。
  2. 各状態の圧力を気圧、体積をリットルで入力します。
  3. 質量、比熱容量、一グラム当たりの潜熱を入力します。相変化がなければ潜熱はゼロにします。
  4. 「エンタルピー変化を計算」を選び、合計を使う前に各寄与を確認します。

エンタルピー計算機のよくある質問

熱とエンタルピーはどう違いますか?

エンタルピーは状態量で、熱は温度差によって移動するエネルギーです。一般的な定圧条件で圧力体積仕事のみがある場合、移動した熱量はエンタルピー変化に等しくなります。

エンタルピー変化は負になりますか?

はい。採用する符号規約により、冷却やエネルギーを放出する過程では負になります。負の結果は、モデルの最終状態のエンタルピーが初期状態より低いことを意味します。

潜熱を別に入力するのはなぜですか?

融解や沸騰では温度が一定でも多くのエネルギーが吸収されます。潜熱項は、顕熱の式では扱えない相変化のエネルギーを考慮します。

化学反応のエンタルピーに使えますか?

入力する簡略化したエネルギー項が過程を正確に表す場合に限ります。多くの反応計算では、化学量論と、明確な基準状態に基づく生成エンタルピーや結合エンタルピーの表を使うべきです。

圧力と体積を含めるのはなぜですか?

エンタルピーは内部エネルギーに加え、圧力と体積の積を含みます。この簡略収支では、最終と初期の圧力体積積の差で対応する流動仕事の寄与を推定します。