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等焓和等温(什么是等焓过程)

2023-02-05 12:55:05农业1

1. 等焓和等温

焓变即物体焓的变化量。

焓是物体的一个热力学能状态函数,即热函:一个系统中的热力作用,等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压强的乘积的总和(Enthalpy is a combination of internal energy and flow work.)。

焓变是生成物与反应物的焓值差。作为一个描述系统状态的状态函数,焓变没有明确的物理意义。

ΔH(焓变)表示的是系统发生一个过程的焓的增量。ΔH=ΔU+Δ(pV)在恒压条件下,ΔH(焓变)数值上等于恒压反应热。焓变是制约化学反应能否发生的重要因素之一,另一个是熵变。熵增焓减,反应自发;熵减焓增,反应逆向自发;熵增焓增,高温反应自发;熵减焓减,低温反应自发。

绝热等压过程的焓变等于等压热效应,不能用等压热容来计算此时的等压热效应。绝热 Q=O 等压Δp=0,热力学能的定义ΔU=Q+W=W,然而定义ΔH=ΔU+ΔpV,ΔU=W=-p dV又Δp=0,所以,ΔH=-pdV+ΔpV=0,所以在理想气体绝热等压过程中焓变为零。

2. 什么是等焓过程

等焓过程 是进行,不用任何变动的一 焓, H; 或 比焓, h. 在一个等焓过程没有热调动到(或从)周围和在(或)周围完成的没有工作。 通常将有在压力和温度上的重大的变化在过程期间。 节流过程 是一个等焓过程的一个好例子。 考虑举一个泄压阀或安全阀在压力容器。 因为它从阀门,逃脱流体的比焓在压力容器里面是相同象流体的比焓。 以知识 比焓 流体和压力在压力容器之外,确定逃脱的流体的温度和速度是可能的。 一个等焓过程的另一个例子是 绝热 混合的浴。 热水以压力 A 混合与冷水以压力 B 并且流程以压力 C. 没有在周围完成的工作; 亦不有 热传递. 因此,焓被保存。 在一个等焓过程中: h1 = h2 dh = 0

3. 等焓过程的条件

【焓和内能一样只是t的函数】 这是不正确的观点,只有理想气体这种特殊系统,内能与焓才仅是温度的函数,其它任意系统都不仅是温度的函数,还同时是体积或压强的函数。 【那这样定义的意义在哪儿?】 定义焓只是为了表达和计算的方便,不定义焓并不影响我们解决问题,只是会变得复杂一点(凡是出现焓的地方我们就用u+pv代替)。这个问题稍后解释。 【焓是一种能量吗?】 焓具有能量的量纲,可以理解为系统某种能量,但它不代表系统任何具体形式的能量,没有明确物理意义。不像内能那样代表系统内部的所有(客观存在的运动)能量(在不涉及电离、激发、化学反应、核反应的过程中也可理解为系统的热运动动能与势能之和,内能中的其它部分不变,可不考虑)。 【如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?】 对于宏观静止系统,系统的全部能量就是内能,对于封闭系统物质的量不变,此时系统和外界能量交换只存在两种形式,功和热量。外界对系统做功与对系统传热的总和就等于系统能量的升高,即内能的升高(否则能量不守恒)。这就是热一律的常见表达式(对于宏观静止的封闭系统成立,对于宏观动能有变化的系统应使用第一定律的更普遍表达式δek+δu=q+w)。 焓与系统本身实际的能量没有关系,当然不会出现在第一定律的表达式中。 【开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压力能呢】 热一定律(即能量转化与守恒定律的文字表述)只有一个,但对于不同的具体系统,可以有不同数学表达式。(宏观运动动能变化可以忽略的)开放系统的第一定律表达式是δu=q+w+σ∫μdn,最后一项是由于物质交换引起的内能变化。 我不清楚你说的考虑焓变是什么意思,还有压力能不存在这个概念(当然你可以把pv定义为所谓的压力能,只是给pv起个名称而已,仍然没有实际物理意义)。如果你的说法来自于教材请给出具体的表达式和适用条件,以便具体分析。 下面进一步说明定义焓的意义。 一般教材中焓都是在推导定压热容的时候引出的,定义焓以后,(不存在非体积功时)定压热容cp可以简单地表达为系统焓对温度的偏导数(ah/at)p,方便数学分析。 对于无非体积功的等压过程,很容易证明δh=q,由于h是状态函数,系统在给定状态下h一定(前人做了大量的工作,将不同物质在标准态下的焓值编制成热力学函数表),这样计算等压过程热效应就会变得非常方便(尤其对于化学反应),免去了每发现一个新反应,就要测定反应的热效应的麻烦(也就是说不必测定只要计算反应前后的焓变就可以准确得知等压条件下的反应热了)。 焓本身没有明确物理意义,但焓变有明确物理意义,就是等压过程系统的吸热量。 以下是针对你对楼上网友追问的解答 【热力学第一定律里面dq=dw+du 里面的dw=pdv是做功的表达式 但是焓的定义是h=u+pv 两边微分后得到的是dh=du+pdv+vdp ,只有在等压过程中dp=0的情况下 dh=du+pdv=dq 或者等容情况下dh=du+vdp≥du 也就是说应该恒有dh≥dq 显然两个变化不一样啊。】 dh=du+vdp≥du 是不成立的,v恒正,而dp可以是负的(等容过程中压强当然可以减少),因而dh和du不能说哪个一定大(但h恒大于u)。所以恒有dh≥dq 也就不成立了。

4. 等温等压的焓变

焓是热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,用符号H表示,H=U+pV。

H=U+PV,我们对H求偏导,dH=dU+PdV+VdP=Q+dW+PdV+VdP,又dW=-pdV,所以dH=Q+vdp,那么在等压条件下项vdp=0,故dH=Q。由此,在化学反应中,Q称为定压反应热,可以用来测量化学反应焓变的增加量。

焓是一个状态函数,也就是说,系统的状态一定,焓的值就确定。焓的定义式(焓没有实际的物理意义,但是它有操作意义。)是这样的:H=U+pV [焓=流动内能+推动功]

其中U表示热力学能,也称为内能(Internal Energy),即系统内部的所有能量;p是系统的压强(Pressure),V是系统的体积(Volume) 。

焓具有能量单位(J),由于U、p、V均为状态函数,故H一定也是状态函数,另外,U、V的广度性质也决定了H的光度量。

5. 等温 焓变

因为理想气体的内能(u)和焓(h)只是温度的函数,也就是二者只与温度有关,温度变化则内能和焓发生变化,温度不变二者也不变。所以等温膨胀时,由于温度不变,因此焓和内能也不变,即焓变和内能变化均为零。

与理想气体内能一样,理想气体的焓也只是温度[公式]的函数。

所以,理想气体的内能和焓在等温过程中保持不变。

6. 等温等压相变焓怎么算

反应焓:在等温等压下化学反应的焓变为生成物焓的总和减去反应物焓的总和之差。

生产焓:这个是人为的规定,在标准压力下(100KPa)下,在进行反应的温度时,有最稳定的单质合成标准压力P下单位量物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓。

燃烧焓:可燃物质B在标准的压力下,反应温度T时,单位量的物质B完全氧化为同温下指定产物时的标准摩尔焓变。

三者之间的关系为: 从燃烧焓可以计算反应焓,如果知道反应中各物质的标准摩尔燃烧焓,反应焓就等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物燃烧焓的总和。

从燃烧焓也可以求生成焓(特别是一些通常不能直接由单质合成的有机化合物),举例: 求C(s)+2H2(g)+1/2O2(g)==CH3OH(L)反应焓变

△fH CH3OH=△cH C+2△cH H2 -△cH CH3OH

△fH 为反应焓 △cH 为燃烧焓

7. 等焓和等温加湿的区别

等焓简单说就是气体经过节流后能量未消失转移,只是流体内部位能和动能的转换,而表现在压力和温度的降低。

8. 等温焓变是多少

关系:△H=H终态-H始态= Qp

Qp=△U+p△V=(U终态-U始态)+p(U终态-U始态)

=(U终态+pU终态)-(U始态+pU始态)

由于U、p、V都是状态函数,因此U+pV也是状态函数,为此,我们定义一个新的状态函数,称为焓,符号为H,定义式为H≡U+pV,于是:△H=H终态-H始态= Qp

想在同一温度下发生同上的1mol反应:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g),但不是在等温等容条件下,而是在等温等压条件下,或者说发生的不是等温等容反应。

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