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熱焓
鎖定
雖然體系的內能和焓的絕對值還無法知道,但是在一定條件下我們可以從體系和環境間熱量的傳遞來衡量體系的內能與焓的變化值。
- 中文名
- 熱焓
- 簡 稱
- 焓
- 反應方式
- 變化值
- 性 質
- 一個系統的熱力學參數
熱焓簡介
熱焓,也就是“焓”
焓——我們也稱之為“熱焓”。它是表示物質系統能量的一個狀態函數,通常用H來表示,其數值上等於系統的內能U加上壓強P和體積V的乘積,即H=U+PV。
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焓(enthalpy),符號H,是一個系統的熱力學參數。
物理意義:⑴H=U+pV 焓=流動內能+推動功
⑵焓表示流動工質所具有的能量中,取決於熱力狀態的那部分能量
定義一個系統內:
H = U + pV
式子中"H"為焓,U為系統內能,p為其壓強,V則為體積。
對於在大氣內進行的化學反應,壓強一般保持常值,則有
ΔH = ΔU + pΔV
熱焓其他信息
表示每生成1 mol H2SO4 放出 130.3 kJ 的熱。
我們設想在同一温度下發生同上的1mol反應:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),但不是在等温等容條件下,而是在等温等壓條件下,或者説發生的不是等温等容反應,而是等温等壓反應,若反應發生時同樣沒有做其他功,反應的熱效應多大?這種熱效應的符號通常用Qp表示,下標p表明等壓,成為等壓熱效應。
Qp=△U+p△V=△U+RT∑vB(g)
式中△U≡U終態-U始態≡U反應產物-U反應物,式中∑vB(g)=△n(g)/mol,即發生1mol反應,產物氣體分子總數與反應物氣體分子總數之差。由該式可見,對於一個具體的化學反應,等壓熱效應與等容熱效應是否相等,取決於反應前後氣體分子總數是否發生變化,若總數不變,系統與環境之間不會發生功交換,於是,Qp=QV;若總數減小,對於放熱反應∣Qp∣〉∣QV∣,等壓過程放出熱多於等容過程放出熱,;若反應前後氣體分子總數增加,對於放熱反應,∣Qp∣〈∣QV∣,反應前後內能減少釋放的一部分能量將以做功的形式向環境傳遞,放出的熱少於等容熱效應。同樣的,對於吸熱反應也可以類推得到。
將上式展開又可得到:
Qp=△U+p△V=(U終態-U始態)+p(V終態-V始態)
=(U終態+pV終態)-(U始態+pV始態)
△H≡H終態-H始態= Qp
此式表明,化學反應在等温等壓下發生,不做其他功時,反應的熱效應等於系統的狀態函數焓的變化量。請特別關注上句中的“不做其他功時”,若做其它功(如電池放電做功)反應的熱效應決不會等於系統的狀態函數H的變化量△H。
我們之所以要定義焓這個函數,其原因是由於其變化量是可以測定的(等於等温等壓過程不做其它功時的熱效應),具有實際應用的價值。這樣處理,包含着熱力學的一個重要思想方法:在一定條件下發生一個熱力學過程顯現的物理量,可以用某個狀態函數的的變化量來度量。QV=△U、Qp,都是這種思想方法的具體體現。在隨後的討論中,這種思想方法還將體現。
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