为什么绝热等压过程的焓变值为零?

如题所述

焓变(Enthalpy changes)即物体焓的变化量。[1]  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,这个是可以证明的。需要注意的是,此时的P为外压,而ΔH=nΔTCp.m,中的等压是系统压力恒定(等于外压),两者是不同的。对于一个绝热等压过程来说,要么系统压力不等于外压(此时为不可逆过程),系统压力不恒定,ΔH=nΔTCp.m不成立;要么系统压力等于外压,但存在非体积功,如相变过程,ΔH=nΔTCp.m也不成立。焓是一个状态函数,也就是说,系统的状态一定,焓的值就定了。焓的定义式(焓没有实际的物理意义,但是他有操作意义。)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) 。

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第1个回答  2017-11-27

焓变和分子热运动分不开关系。分子的热运动,外文名thermal motion,就是物体都由分子、原子和离子组成,水由分子组成,铁由原子组成,盐由离子组成,而一切物质的分子都在不停地运动,且是无规则的运动。分子的热运动跟物体的温度有关(‘0’度的情况下也会做热运动,内能就以热运动为基础) ,物体的温度越高,其分子的运动越快。Brownian movement Brownian motion 悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动例如,在显微镜下观察悬浮在水中的藤黄粉、花粉微粒可以看到这种运动,温度越高,运动越激烈。它是1827年植物学家R.布朗首先发现的。作布朗运动的粒子非常微小,直径约1~10纳米,在周围液体或气体分子的碰撞下,产生一种涨落不定的净作用力,导致微粒的布朗运动。如果布朗粒子相互碰撞的机会很少,可以看成是巨大分子组成的理想气体,则在重力场中达到热平衡后,其数密度按高度的分布应遵循玻耳兹曼分布。J.B.佩兰的实验证实了这一点,并由此相当精确地测定了阿伏伽德罗常量及一系列与微粒有关的数据。

第2个回答  2017-11-27

应该先明白热力第一力学是怎么一回事。表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热,系统与外界交换能量,使内能有所变化。根据普遍的能量守恒定律,系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后,内能的增量 应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差,即 或 这就是热力学第一定律的表达式。如果除作功、传热外,还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z,则应为 。当然,上述 、W、Q、Z均可正可负(使系统能量增加为正、减少为负)。对于无限小过程,热力学第一定律的微分表达式为 。因U是状态函数, 是全微分;Q、W是过程量, 和 只表示微小量并非全微分,用符号 以示区别。又因ΔU或dU只涉及初、终态,只要求系统初、终态是平衡态,与中间状态是否平衡态无关。对于准静态过程,有 。热力学第一定律的另一种表述是:第一类永动机是不可能造成的。这是许多人幻想制造的能不断地做功而无需任何燃料和动力的机器,是能够无中生有、源源不断提供能量的机器。显然,第一类永动机违背能量守恒定律。

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