네, 안녕하세요.

열역학 제1,2 기초식은 열역학 1법칙에 대한 내용이 됩니다.

그리고 엔탈피는 물질의 전체에너지에 대한 새로운 정의가 됩니다.

교재에서는 필요한 사항만 정리하다 보니 열역학을 처음 접하시는 분들은 많이 힘들어 합니다.

그렇다고 기초부터 할 수 없는 상황이라 기본적인 것만 다루는 상황에서 문제를 푸는 포인트 위주로 학습을 할 수 밖에 없습니다.

이해가 어려운 문제들은 완벽한 깊은 이해보다는 열역학이라는 큰 관점에서 이렇게 푸는구나 정도로 암기하여 학습하시는 것을 권장합니다.

일단 질문에 대하여 각 식들의 관계가 헷갈리시는 것 같아 다음과 같이 정리해드리겠습니다.

(1) 열역학 1법칙(에너지보존의 법칙) : 일량과 열량은 동일한 에너지로 상호 환산이 가능하다.

(2) 정지계의 에너지 식 (밀폐계 식) : δQ=dU+δW 밀폐계에 가해진 열량(δQ)은 내부에너지(dU)를 증가시킴과 동시에 외부로 행한 일량(δW)의 합과 같다고 정의된 식

(3) 내부에너지 U : 물질의 구성하고 있는 분자의 분자운동에너지와 분자위치에너지의 합

온도변화(분자운동), 화학에너지, 핵에너지 등 미시적 에너지의 총합이다.

여기서 열역학에서는 화학에너지와 핵에너지의 변화는 거의 없으므로 온도변화에 필요한 에너지로만 해석을 많이 한다.

일이나 열을 받으면 내부에너지는 증가한다.

(4) 엔탈피 : 물질이 갖는 총 에너지를 정의한 개념

H=U+PV : 어떤 물질이 가지는 전체에너지(H)는 내부에너지(U)와 유동에너지(압력P×체적V)로 표현함

※ 여기서 정지계의 에너지식과는 비슷하면서도 다른 개념입니다.

엔탈피의 미분형 = dH=dU+d(PV) = dH=dU+PdV+VdP

(5) 정지계의 에너지식을 다음과 같이 가정하여 제1 기초식을 만듬

 1) 열역학 제1 기초식(밀폐계 식) : δQ=dU+PdV : 어떤 밀폐계(피스톤 등)에서 열이 공급된다면 내부에너지 증가와 압력이 일정한 상태라면 체적이 증가하면서 하는 일의 양의 합과 같다.

(6) 개방계는 제1 기초식과 엔탈피식으로 다음과 같이 정의함

  1) 열역학 제2 기초식(개방계 식) : δQ=dH-vdP

  식 유도 : 엔탈피의 미분형(dH=dU+PdV+VdP)에서 제1 기초식은 δQ=dU+PdV이므로

  dH=(dU+PdV)+VdP=dH=δQ+VdP 가 되고

따라서 δQ=dH-VdP 로 식을 만들어 열량과 엔탈피간의 관계식으로 사용

정리

1) 정지계의 에너지 식 (밀폐계 식) δQ=dU+δW 열역학 1법칙의 일과 열의 관계를 나타낸 식

2) 엔탈피식 : dH=dU+d(PV) 물질이 갖는 총에너지를 물질의 내부에너지와 압력과 체적관점에서 새로 정의한 식

3) 열역학 제1 기초식(밀폐계 식) : δQ=dU+PdV 정지계의 에너지식을 내부에너지와 일정 압력과 체적변화의 표현으로 새로 정의한 식

4) 열역학 제2 기초식(개방계 식) δQ=dH-vdP 개방계에서 열과 엔탈피의 개념으로 사용하기 위해 정의한 식