일반 화학 9장 열화학 : 화학 E

열 화학 : 화학 반응에 동반되는 흡수되거나 방출되는 열 E

E = 운동 + 포텐셜 E
1kg*m^2 / s^2 = 1J
퍼텐셜 E : 물체의 높이 형태로 물체에 저장 of 분자에 저장 된 E

E 보존 법칙 : 열역학 제 1 법칙
한형태 -> 다른 형태로 변환될 뿐이다.
E 형태
1. 열 - 온도 = 분자의 운동 에너지
2. 전기 - 전자의 이동
3. 화학 - 반응 할 수 있는 분자들의 형태

계 - 어떤 실험에서 관심의 초점이 되는 물질, 즉 반으움ㄹ과 생성물을 합친 것
주위 : 계를 제외한 그 밖의 모든 것
내부E : 계 내부의 모든 분자 또는 이온들의 운동 E +포텐셜 E
고립계가 아니라면 계는 주위와 E를 주고 받는다.
ㄴ 열및 물질 전달 X
닫힌 계 : 열전달 O 물질 전달 X
열린 계 : 열전달 및 물질 전달 O
△E = E최종 - E초기

CH4 + O2 => CO2 + H2O + 802kJ => △E = -802kJ
E의 입출입 기준 : 계
E가 흘러 나가면 E초기 > E최종 -> 음수
E가 들어오면 E초기 < E최종 -> 양수

상태함수 : 현재 상태에 도달하기 까지의 경로와는 무관. 시작과 끝만 본다. 계의 현재 상태 또는 조건에만 의존하는 함수 or 성질

일 = 힘* 거리 w = Fd
팽창일(PV) 피스톤
C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O    => 6몰 -> 7몰 팽창
P = F/A 외부 압력
F = -P*A 내부에서 밀어내는 힘
W = Fd = -P(Ad) = -P * △V = -P △V     
atm*L = J
1atm*L = 1L(10^-3m^3/1L)(101 * 10*3 kg/ms^2) = 101 kgm^2/s^2 = 101J

△V>0 -> w < 0
△ V< 0 -> w >0 계에 일이 행해지는 수축, 내부 E 증가
△ V = 0 -> w = 0

△E = q + w = q - P △V
q = △E + P △V
△V = 0 (일정 부피 조건 )-> q = △E 내부 E변화는 모두 열로 전달된다.
일정 압력에서 반응, △V !=0
q = △E + P△V

H = E +PV
q = △E + P △V = △H = H생성물 - H반응물

연소반응에서 △E, △H의 차이
일정 부피조건에서 위 일에서 PV는 없고 q = △E = -2046
일정 압력 조건에서 △H = -2044kJ이다.
△E = △H-P △V

질소와 수소로부터 암모니아를 만드는 반응의 △H는 -92.2kJ이다. 이 반응이 40atm의 일정 압력에서 진행되고 부피 변화가 -1.12L일 때 △E값 (kJ)의 값은 얼마인가?
△E = △H - P △V
△H = -92.2kJ
P △V = 40 *(-1.12)

열 화학 반응식 △H를 같이 표기
흡열 △H>0 
발열 △H<0
△H융용>0
△H증발 >0
△H동결 <0
△H승화 = △H증발 +  △H용융

열량계 : 이동하는 열량 ( △H)를 측정

느슨한 뚜껑 : 팽창일이 나간다. q = △E +P △V
일정 압력조건 -> 엔탈피 문제

통 열량계
꽉 닺힌 뚜껑 : 부피변화 X
△V = 0 일정 부피에서 반응 -> 엔탈피 변화 X -> 열 변화 q = △E 내부 E -> 열

열 용량 :C cal/˚c , J/k
비열 : c = C/물질의 질량 J / g˚c
q = cm △T
C = q/ △T
q = C △T

몰 열 용량Cm   J/mol˚c

헤스 법칙 - 어떤 반응의 전체 엔탈피 변화는 그 반응을 이루는 각 단계의 엔탈피 변화를 향한 값과 같다.

표준 생성 열 : 1mol을 생성할 때의 엔탈피 변화( △H˚f)

결합 해리 E: D
△H = -{(생성물 결합)D - (반응물 결합)D} = 반응물 - 생성물
O2 = 0kJ/mol

자발적 과정 H감소, S증가
비 자발적 과정 : E가 있어야 발생, H증가 ,S감소

엔트로피 S 무질서 정도 J/k
△S = S최종 - S초기
9mol -> 10mol      => S가 증가 = 자발적

열역학 2법칙 △S우주 = △S계 + △S주위
엔트로피는 증가한다. △S우주 > 0 : 자발적
깁스 자유 E 
△S주위 = - △H계/T
△S우주 = △S계 - △H계/T
△G = -T △S우주 = △H 계 -T △S계
△G <0  자발적 △G = 0 평형상태

비 자발적: △G > 0 , △H > 0