焓的概念理解
《焓》 焓的定义: 设一封闭体系在变化中只做体积功,不做其他功,则: ΔU = Q + W 如果体系变化是恒压过程,体系体积由V1变成V2所做的体积功等于-pΔV,体系的热效应为Qp , 则有: ΔU = Q+W = Qp-P(V2-V1) U2-U1 = Qp-P(V2-V1) Qp = (U2+PV2) -(U1+PV1) U,P,V都是体系的状态函数,它们的组合(U+PV)一定也具有状态函数的性质.在热力学上将(U+PV)定义为新的状态函数,叫做焓,用H来表示. H = U + PV 焓的性质: 焓和体积,热力学能等一样是体系的性质,在一定状态下每一物质都有特定的焓.所以,焓是状态函数,也是广度性质的函数. ΔU= Qv+ W ∵ W= 0 ∴ △U= Qv 同理: △H= Qp 上式表示,对于封闭体系,在不做体积功和其它功的条件下,体积所吸收的热量全部用来增加体系的热力学能.换言之,体系所吸收或放出的热量等于体系热力学能的变化.在恒压和不作其它功的条件下发生变化时,吸收或放出的热量等于体系焓的变化. 疑问: 根据焓的定义式H=U+pV,则有dH=dU+d(pV)=dU+pdV+Vdp 是否同样有三角符号表示的(d),即dH=dU+d(pV)=dU+pdV+Vdp,即ΔH=ΔU+Δ(pV)=ΔU+pΔV+VΔp这个等式是否正确,为什么? 解答: d表示微分关系,因为H、U、p、V等为系统的状态函数,具有全微分性质,所以 dH = dU+d(pV) = dU+pdV+Vdp正确 但是Δ表示的宏观可见的该变量,必须用微分式积分,不能简单的只是将d化为三角。所以 ΔH=ΔU+Δ(pV)=ΔU+pΔV+VΔp中ΔH=ΔU+Δ(pV),正确 但ΔH=ΔU+pΔV+VΔp,不正确。 事实上应该是 ΔH=ΔU+∫pdV+∫Vdp 如果变化过程等压,那dp=0,上式化为 ΔH=ΔU+∫pdV=ΔU+pΔV; 如果过程等容,那dV=0,上式化为 ΔH=ΔU+∫Vdp=ΔU+VΔp. 这两个式子在特定条件下是正确的。 但ΔH=ΔU+pΔV+VΔp是不正确,实际上如果P、V同时变化,这个式子也没法使用。
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