请问焓有具体的物理意义吗?
焓的定义是:
H = U + pV
其中H表示焓,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强("p")引起体系体积(V)变化 ΔV 而形成的功。
焓,热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量,常用符号H表示。对一定质量的物质,焓定义为H=U+pV,式中U为物质的内能,p为压力,V为体积。单位质量物质的焓称为比焓,表示为h=u+p/ρ,u为单位质量物质的内能(称为比内能),ρ为密度,1/ρ为单位质量物质的体积。焓具有能量的量纲,一定质量的物质按定压可逆过程由一种状态变为另一种状态,焓的增量便等于在此过程中吸入的热量。
具体的定义参见百度百科,我觉得那个定义得挺好的,不重复
我主要说下物理意义和应用范围
在工程上,通常在热力学上构成热力循环,即工质在循环中发生热量交换或做功,那么工质在不同的位置所蕴含的能量是不同的,故而需要一个物理量来衡量其蕴含的能量多少。
如果没有焓这个概念,那现有的物理量只能表示能量总量、做功能力、做功功率等,不能准确衡量其循环中工质的能量密度,因此建立其焓这个概念。焓的单位KJ/Kg,能够表明其单位质量工质所包含的能量。而对于热力循环而言,工质的质量流量是很好确定的,与焓相乘就能简单得到能量的流动情况。
工程上,焓主要用于表示单位质量工质所蕴含的能量,例如锅炉中水在不同位置的焓值,可直接用于计算每个换热元件的换热量;汽轮机中的蒸汽在不同透平处的焓值,可直接用于计算每个透平的做功量等等。
化学上也用得到焓,衡量每种反应物所蕴含的化学能,可直接用于反应热和吉布斯自由能的计算。
在特定过程中,焓变与热效应有关。如果在恒压和只做体积功的条件下进行某一过程,系统的焓变ΔH才等于恒压过程热效应。化学上很多过程符合上面两个条件,如恒压相转变(熔融、升华、沸腾)和恒压的化学变化等。因此,可通过焓变ΔH研究恒压过程热效应。
在化学反应中,焓的增量ΔH等于反应热;在相变过程中,ΔH等于相变潜热(见潜热);对于仅有温度变化而无相变和化学反应的系统,其焓的增量与温度改变量之比就等于该系统的定压热容Cp。
焓在热工和化工上应用很普遍,因许多热学过程和化学反应都是在等压条件下进行的。这时可以由焓差来计算系统所吸收的热量。又由于焓是态函数,焓差只决定于系统的初、终态而与具体过程无关,故在热工和化工计算中,从特制的图表查出物质在初、终态的焓值,即可知相应过程所吸收的热量。
热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量,单位质量物质的焓称为比焓,表示为h=u+p/ρ,u为单位质量物质的内能(称为比内能),ρ为密度,1/ρ为单位质量物质的体积。一定质量的物质按定压可逆过程由一种状态变为另一种状态,焓的增量便等于在此过程中吸入的热量。气体的内能是气体分子微观运动的动能,其中包括分子的平移动能、分子转动动能和分子内部的振动以及离解能量等。单原子气体分子只有平移动能,多原子气体分子除具有平移动能外,还有转动和振动能。在热力学温度1500K以下,振动和离解能可忽略不计,气体内能只包括平移动能和转动能。这两部分能量在理论上都正比于热力学温度T。对于完全气体(在常温常压下,空气与完全气体很相近),定压比热cp可视为常数,单位质量气体的焓等于cp和气体热力学温度T的乘积,即h=cpT。实验测定实际气体的cp同T和p都有关系,温度的影响比压强要大一些,但影响都不很大。在理论和工程计算中,cp常被看成常数。
在气流问题中,气体的比焓等于气体内能和流动功之和,因为p/ρ等于单位质量流体流进某流管截面时反抗压力所作的功(即流动功)。单位质量气体的总能量等于比焓与宏观流动动能之和,称为总比焓,通常以h0表示。在与外界没有能量交换的气流中,沿流管气体的总比焓不变,即h0为常值。
在热力学中,焓的绝对值是无法得到的,因此通常采用选取某些物质作为基准,通过测定或计算与基准物质间的焓的差值,得到其他物质的相对焓值的方法。例如,在计算化学反应的焓变时,规定在反应温度和标准压力下,所有稳定单质的焓值为零,而由稳定单质生成1摩尔某化合物的反应的焓变称为此化合物在该温度下的摩尔生成焓,记为ΔfHm。这样,一个在某温度下进行的任意的化学反应的焓变就等于该温度下产物的总生成焓减去反应物的总生成焓。例如,对反应
2SO2(气)+O2(气)→2SO3(气)(3)
ΔH=2ΔfHm(SO3,气)-2ΔfHm(SO2,气)
一些常见物质在298.15K的标准摩尔生成焓可从各种化学化工手册上查到。根据类似的原理,化学反应的焓变还可通过物质的标准摩尔燃烧焓、键焓等计算。
当体系经历一个没有相变和化学反应的等压变温过程时,体系的焓变可由下式计算:
ΔH=Cp(T2-T1)(4)
式中Cp是体系的定压热容,即体系在等压且只作体积功的条件下温度升高1K所吸收的热量,T1、T2分别为体系初态和末态的温度。
如果已经知道某一相变过程或化学反应在某一温度T1下的焓变ΔH1,要求另一温度T2下的焓变ΔH2,则可通过下式计算:
ΔH2=ΔH1+ΔCp(T2-T1)(5)
式中ΔCp是产物的总的定压热容和反应物的总的定压热容的差值。例如,对反应(3):
ΔCp=2Cp(SO3)-2Cp(SO2)-Cp(O2)
在式(4)和(5)的计算中,若T1、T2相差较大,则Cp应用该物质在此温度区间的平均热容。
焓是与内能有关的物理量怎么理解?
就可以通过计算系统的焓变来来间接得知吸热量。描述系统能量的状态函数除了焓,最常用的就是内能,内能具有客观的物理意义。描述系统能量的状态函数还有吉布斯自由能G和亥姆霍兹自由能F等,它们分别常用于讨论等温等压过程和等温等容过程。类似G、F和焓一样均无实际物理意义。如有不明欢迎追问。
化学中的焓,确切意思究竟是什么?为什么要那样定义?
高中化学中焓就是指物质中的键能 生成物具有的键能和反应物具有的键能之差 这个键能差值就叫焓变 这样定义的原因是 断开旧化学键需要能量 结合成新化学键要放出能量 不同物质的键能不同 所以化学变化伴随能量变化 而能量变化值和物质的键能具有差值关系 所以这样定义 ...
焓变指的是反应内能的变化吗?
焓是与内能有关的物理量,符号用H表示,反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变(△H)决定的,恒压条件下的反应热等于焓变。单位一般采用kJ\/mol。化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键的过程.旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量.而一般化学...
焓、熵、吉布斯的问题,高手进
G = U − TS + pV = H − TS 其中 U 是系统的内能,T 是温度,S 是熵,p 是压强,V 是体积,H 是焓。吉布斯自由能的微分形式是:dG = − SdT + Vdp + μdn 其中μ是化学势。吉布斯自由能的物理含义是在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,从系统所能获得...
什么是焓 什么是熵
熵:表示物质系统状态的一个物理量度(记为S),它表示该状态可能出现的程度。在热力学中,是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加。 定义2:热力系中工质的热力状态参数之一。在可逆微问变化过程中,熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的...
...或ΔH=生成物-反应物 哪个用于焓变哪个用于计算反应热(热化学方程...
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是系统的压力(Pressure),V是系统的体积(Volume) 。焓变 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...
为什么在等压条件下,化学反应的反应热等于焓变
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...
热化学△H是什么意思
楼上两家答非所问,△H是化学反应焓变,焓是物体的一个热力学能状态函数,焓变即物体焓的变化量 这个你要上大学才知道 △H=△U+PV 在只做体积功条件下 △H=Q 焓的物理意义可以理解为恒压和只做体积功的特殊条件下,Q=ΔH,即反应的热量变化。因为只有在此条件下,焓才表现出它的特性。例...
什么是热焓值
由于我们不能确定体系内能的绝对值,所以也不能确定焓的绝对值。焓是状态函数,具有能量的量纲,但没有确切的物理意义,它的定义是由上式所规定下来的,不能把它误解为是“体系中含的热量”。我们所以要定义出一个新函数H,完全是因为它在实用中很重要,有了这个函数,在处理热化学的问题时就方便得...
求解化学热力学问题
△H是化学反应焓变,焓是物体的一个热力学能状态函数,焓变即物体焓的变化量△H=△U+P△V 在只做体积功条件下 △H=Q 焓的物理意义可以理解为恒压和只做体积功的特殊条件下,Q=ΔH,即反应的热量变化.△H=生成物焓变-反应物焓变.
吴帜来适:[答案] 焓(enthalpy),符号h,是一个系统的热力学参数. 物理意义:⑴h=u+pv 焓=流动内能+推动功 ⑵焓表示流动工质所具有的能量中,取决于热力状态的那部分能量 定义一个系统内: h = u + pv 式子中"h"为焓,u为系统内能,p为其压强,v则为体积. ...
怀柔区18846629434: 焓是用来描述物体所具有能量高低的物理量 - ?
吴帜来适: 焓是一个状态函数,是凑出来的,定义为H=U+pV,没有直接的物理含义.但是焓变是有物理意义的,比较两种物质的标准摩尔生成焓可以比较两种相同物质的量的不同物质能量的高低.
怀柔区18846629434: 求助:物理中焓的意义 - ?
吴帜来适: 楼上的回答是典型的错误. 1、熵是系统混乱度的度量,它是系统的状态函数,有宏观意义.同时它又可以借助玻尔兹曼公式S=klnΩ(其中Ω是系统的微观状态数)与系统的微观状态数相联系.它是系统微观与宏观间的桥梁. 2、'焓变>0 系统...
怀柔区18846629434: 焓的物理意义具体是指什么?书上写焓是与内能有关的物理量,焓的具体的物理意义是什么? - ?
吴帜来适:[答案] 一步一步往下看 你就会明白: 热力学能(U):一个系统内能量的总和(分子的平均动能,转动能,振动能,分子间势能,... 定义系统有一个 “焓变” = (U2-U1)+ P*(V2-V1) 只可以描述系统的“焓”变了多少,而不能测出系统的 “焓”具体是多少. ...
怀柔区18846629434: 热力学中的“焓”的物理意义是什么? - ?
吴帜来适: 一步一步往下看 你就会明白:热力学能(U):一个系统内能量的总和(分子的平均动能,转动能,振动能,分子间势能,原子间键能,电子运动能,核内离子间核能等).把所研究的一个反应过程的所有参与因素看作一个系统,这个系统在...
怀柔区18846629434: 焓是指反应物的总能量还是只是化学能? - ?
吴帜来适: 焓的物理意义可以理解为恒压和只做体积功的特殊条件下,Q=ΔH,即反应的热量变化 其实就是反应热,即反应的吸放热.
怀柔区18846629434: 焓的物理意义,引入它有什么物理意义 - ?
吴帜来适:[答案] 热力学能(U):一个系统内能量的总和(分子的平均动能,转动能,振动能,分子间势能,原子间键能,电子运动能,核内离子间核能等).把所研究的一个反应过程的所有参与因素看作一个系统,这个系统在反应前有一个上述的热力...
怀柔区18846629434: 焓的本质是什么? - ?
吴帜来适: 简单来讲,就是在压力一定的情况下,衡量一个系统的能量多少的指标. 定义为:H=U+pV 这里U是系统内能,p是压力,V是体积. 引进焓的概念后就有以下结果: 在一个恒压过程中,系统的焓的增量就等于从外界吸取的热量.
怀柔区18846629434: 焓是表示什么的物理量,用于描述什么的? - ?
吴帜来适: 焓(enthalpy),符号H,是一个系统的热力学参数. 物理意义:⑴H=U+pV 焓=流动内能+推动功
怀柔区18846629434: 什么是焓? - ?
吴帜来适: 焓'>焓在大多数的热力设备中,因工质是不断变化的,并且在分析其热力过程中能量变化时,对于常出现的 U+PV 这一项,我们定义为 焓'>焓,其符号为 H,单位是 KJ 焓,其物理意义为:工质在某一状态下的总能量即是其内能 U 与推动功 PV 之和. 比焓:1Kg工质的焓称为比焓.用符号 h 表示,单位是 KJ/Kg 利用焓差来计算工质在定压过程中的热量变化,利用焓降来分析工质的做功能力等.