焓
总论
焓的定义是:
其中H{\displaystyle H}表示焓,U{\displaystyle U}表示内能。
内能来自于热能-以分子不规则运动为依据(动能,旋转动能,振动能),化学能和原子核的势能。此外还有偶极子的电磁转换。焓由系统温度的提高而成比例增大,在绝对零度时为零点能量。在这里体积功直接视为对压力(p)引起体系体积(V)变化而形成的功。
由微分形式表达为:
注意:微分符号中的正体d和斜体d的区别,正体d为状态参数所保留。 H=U+pV{\displaystyle H=U+pV}实际上可以导出理想气体焦汤系数为0的悖论。但实际上没有理想气体。
定义
定义一个系统内:
式子H为焓,U为系统内能,p为其压强,V则为体积。
对于在大气内进行的化学反应,压强一般保持常值,则有
规定放热反应的焓取负值。如:
SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4(l) ΔH= -130.3 kJ/mol
表示每生成1molH2SO4放出130.3 kJ的热。
严格的标准热化学方程格式:H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l) ΔrHm=-286kJ·mol (θ表示标准态,r表示反应,m表示1mol反应,含义为标准态下进行一摩尔反应的焓变)
标准生成焓
标准生成焓是指在标准状态(101.3 kPa;25 ℃)下生成一摩尔最稳定形态纯净物质放出(放热反应,符号为负)或者吸收(吸热反应,符号为正)的焓,单位千焦/摩尔,符号Δ Hf。
焓为负时,表明构成此物质的过程中放出能量;相反焓为正时,构成此物质的过程中需要吸收能量。标准生成焓为极大的负值表明此物质有极高的化学稳定性(就是说,构成此物质时放出了极大能量,而要破坏此物质,同样需要极大的能量)。
标准生成焓的一个重要应用是通过赫斯定律计算反应焓:反应焓等于反应产物的标准生成焓与反应物的标准生成焓之差。公式表示为
这与盖斯定律等效:生成焓在通常条件下只与物质本身相关,而与反应的过程无关。 生成焓是一个热力学状态参数。其所有值与热力学平衡相关,因为温度并未定义。
参见
能量
热力学
热化学
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