｢加熱｣かつ｢圧縮｣でのエンタルピーΔHについて

熱力学のエンタルピーについての質問ですが、
系を｢加熱｣かつ｢圧縮｣を行った場合、
エンタルピーΔＨの算出式は以下という
理解で良いでしょうか？

ΔＨ＝ΔＵ＋Δ(Ｐ･Ｖ)
　　＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)　　（※）

（※）
齟齬防止の為、熱Ｑ、仕事Ｗは
どちらも正の値とさせて下さい。

どうか宜しくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 

  追記：
  エンタルピーΔＨ＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ) は
  ΔＨの仕事成分が２重にダブってしまい
  これではΔHが実用性に欠けてしまいます･･･(泣)
  
  ｢加熱かつ圧縮｣という条件設定が悪いのでしょうか･･･
  それとも実は正しく、実用性のあるΔHなのか･･･
  論点がよく分からなくなってきました･･･(泣)

    補足日時：2025/01/30 07:44

• 

  追記２：
  系を｢加熱｣かつ｢圧縮｣を行った場合、
  エンタルピーΔＨの算出式
  ΔＨ＝ΔＵ＋Δ(Ｐ･Ｖ)＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)
  ↑
  これは「誤り」というのが結論だと思います･･･
  いくら「式としては正しい」からといって、
  仕事成分WとΔ(P･V)が２重にダブっている様では、
  「物理として誤り」としか言えないからです･･･
  
  もし「物理式として正しい」と言うのであれば、
  物理論としてもっと一般的に、条件設定（等圧など）
  を明確にすべきだと思います。

    補足日時：2025/02/03 05:42

• 追記３：
  ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
  結局、エンタルピーΔHとは、定義として、
  系に加える熱Qそのものとして作られた値。
  ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
  ･･･と気付きました。
  
  つまり、熱Q、仕事Ｗを系に加えるのであれば、
  エンタルピーΔH＝Qでなければならない
  それが大前提だった･･･という気付きです。
  （Wはあくまでも仕事であり対象外に過ぎない）
  
  実は答えが初めから決まっていたのですね･･･

    補足日時：2025/02/04 08:24

• 追記４：
  よくよく考えると･･･
  ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
  エネルギーのΔU､ΔH､ΔF､ΔGの式をよく見ると、
  ｢ΔU｣⇒｢ΔH｣⇒｢ΔFまたはΔG｣ という順で、
  実は「積み上げ算」になっている。
  ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
  ･･･と気付きました。
  
  つまり、式がどうこうでは無く、状況に応じて、
  熱Q、仕事W、エントロピーSなどのエネルギーを
  重複しないように上手く積み上げることが大切
  ･･･という気付きです。
  
  なので、追記３の気付きは誤りかも知れませんね。
  圧縮のエネルギーWは、必ず何処かで加算する必要が
  あるので･･･(泣)

    補足日時：2025/02/05 08:40

No.8 回答者： syotao 回答日時： 2025/02/07 17:38

No.7のお礼コメントの後半についてはその通りだと思います。

前半については、あなたの最初の質問の趣旨からはずれているし
私自身、HあるいはF(A)、Gの物理的、化学的意義にかんしてあまり
くわしくはないので何とも申し上げようがないです。
私の知る限りでは、たとえば化学反応が大気圧のもとで起こることが
多いので反応の前後でΔH、ΔGが重用されることが多いです。
ΔHは反応前後の熱の出入りを示すし、ΔGは反応の方向性を示します。

この回答へのお礼

＞ΔHは反応前後の熱の出入りを示すし、

今回のやり取りで、
これが「ΔHの物理式としての主張」だと
強く感じました。

意味不明な教科書どおりの暗記や、
検索エンジンやAIを使ったweb調査では、
中々こんな納得感は得られないとも･･･。
ありがとうございました。

お礼日時：2025/02/08 14:16

No.7 回答者： syotao 回答日時： 2025/02/06 16:40

ΔＨ＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)　を微小変化の過程に適用すると

dH＝d’Q＋d’W＋d(PV)　が出て
さらに準静的微小変化に対しては
d’Q＝TdS、d’W=－PdV　（T、Sは絶対温度とエントロピー）
なので
dH=TdS＋VdP　となって
これから
T=(ðH/ðS)p、V=(ðH/ðP)s　という
教科書にある式が出ます。
これからも
1、2行目の式の正当性が示されます。

この回答へのお礼

＞1、2行目の式の正当性が示されます。

やりとりでお分かりのように、
熱力学基本式やマクスウェル以前に、
また式の正当性以前に、ΔHの存在意義が
知りたいのです･･･

自分の誤りはおそらく、加熱Q＋圧縮Wの場合、
Δ(P･V)がマイナスになり、加えた熱Qが明らかに
なる仕組みに気付かなかったこと
･･･と理解しています。

ご意見あれば、お聞かせください。

お礼日時：2025/02/07 06:32

No.6 回答者： syotao 回答日時： 2025/02/03 17:51

系を｢加熱｣かつ｢圧縮｣を等圧で行った場合、外からの仕事Wは

W=－PΔV　です。これを
ΔＨ＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)　に入れれば
ΔH=Q－PΔV＋PΔV＝Qで、これは等圧過程では
系に入ってきた熱＝系のエンタルピー増加
というよく知られた性質です。
これがでてくるのも
ΔＨ＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)　が正しいからではないのですか？

この回答へのお礼

･･･等圧過程の話ですよね。

そもそも等圧でΔH＝Qになる理由はお分りですか？
これは「式」がそうなっているから･･･では無く、
「結局加えたエネルギーはQですよね」という
辻褄を合せている訳です。

お礼日時：2025/02/04 00:40

No.5 回答者： syotao 回答日時： 2025/02/02 16:44

それなら議論はもとにもどってしまい

ΔＨ＝ΔＵ＋Δ(Ｐ･Ｖ)
　　＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)　　
は正しいとしか言いようがありません。

この回答へのお礼

･･･残念です。

お礼日時：2025/02/02 17:58

No.4 回答者： syotao 回答日時： 2025/02/01 15:33

ΔH＝Q＋W＋Δ(P･V)　はHの定義と物理で最も基本的なエネルギー保存則

から派生したものであり、どんな条件でもなりたつものです。

どうでっしょう？あなたが具体的にどういう熱力学問題に
かかわっているか知らせてもらう方が
この式の適用法を説明しやすいと思うんですが....。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞あなたが具体的にどういう熱力学問題に
＞かかわっているか知らせてもらう方が
＞この式の適用法を説明しやすいと思うんですが....。

最初に書いたとおりです。

お礼日時：2025/02/02 00:12

No.3 回答者： syotao 回答日時： 2025/01/31 17:31

ΔH＝Q＋W＋Δ(P･V)は数式としては正しいかも

知れませんが、>
そのとおり、まったく正しいです。
かりに上式において、
Q、W、Δ(P･V)のどれもが正である状況が物理的にありえないとしても
そのことと
単なる代数式に過ぎない上式の成立とは無関係です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞そのとおり、まったく正しいです。
＞かりに上式において、Q、W、Δ(P･V)の
＞どれもが正である状況が物理的にありえない
＞としても　そのことと単なる代数式に過ぎない
＞上式の成立とは無関係です。

お話の主旨が見えないのですが･･･

結局ΔHはこの条件では使えない
（等圧でしか使えない？）
という主旨で良いでしょうか･･･

お礼日時：2025/02/01 00:28

No.2 回答者： syotao 回答日時： 2025/01/30 18:48

ΔU=Q+W　というのはことばでいうと

ΔU=外部が系に与える熱＋外部が系にする仕事　です。
この式で外部が系に与える熱も外部が系にする仕事も
符号が決まっているわけではない。
つまりこの式は符号も含んだ代数的関係です。
なのでたとえば、
①系が外部から熱Qを吸収して外部に仕事Wをするという場合、
外部が系に与える熱＝Q、外部が系にする仕事＝－Wなので
ΔU=外部が系に与える熱＋外部が系にする仕事＝Q－Wとなるし
②系が外部から仕事Wを受けて外部に熱Qを出す場合　
ΔU=外部が系に与える熱＝－Q 外部が系にする仕事＝Wなので
ΔU=外部が系に与える熱＋外部が系にする仕事＝－Q+W
というふうになる。
なお、外部が系に与える熱、外部が系にする仕事両者とも正であっても
ΔU=外部が系に与える熱＋外部が系にする仕事　はなりたつけども
それが実用的かどうかはわかりません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞ΔU=Q+Wというのはことばでいうと････
＞つまりこの式は符号も含んだ代数的関係です。

ΔHはどうなのでしょうか･･･
ΔH＝Q＋W＋Δ(P･V)は数式としては正しいかも
知れませんが、圧縮のエネルギーの項はW＋Δ(P･V)で、
Wはプラス、Δ(P･V)もプラス（加熱の為）とすれば、
足し算が重複していないでしょうか･･･
それとも結局Δ(P･V)＝０と考えれば良いのかな･･･

お礼日時：2025/01/30 23:43

No.1 回答者： syotao 回答日時： 2025/01/29 14:17

そのとおりです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞そのとおりです。

系を｢加熱｣かつ｢圧縮｣を行う場合、
エンタルピーΔＨ＝Ｑ＋Ｗ＋Δ(Ｐ･Ｖ)
になるのが正しいのであれば、この条件では
実用性に欠けるΔH値になってしまうのですね･･･(泣)
ΔＨの仕事成分が２重にダブってしまうなんて･･･(涙)

お礼日時：2025/01/29 23:26