熵和焓的理解
解读“焓”与“熵”
编年史 @ 制冷原理
曹小军 2014-6-7
以生成物的焓小于反应物的焓。 2. 如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时物体内 能的增加（或减少)量△U 就等于外界吸收（或对外界放出）热量 Q 的数值，即△U=Q。 3. 在做功和热传递同时存在的过程中，物体内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在 这种情况下，物体内能的增量△U 就等于从外界吸收的热量 Q 和对外界做功 W 之和。即△U=W+Q 能量守恒定律： 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体 转移到另一个物体，在转移和转化的过程中，能量的总量不变。 能量的多样性： 物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等， 可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。 不同形式的能量转化： “摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功 将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。 。 。这些实例说明了 不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的。 能量守恒的意义： 1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在 空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量守恒。 2. 能量守恒定律是 19 世纪自然科学中三大发现之一，也庄重宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。 3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。 第一类永动机 不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。 其不可能存在，因为违背的能量守恒定律。 热力学第二定律 热力学第二定律有几种表述方式： 克劳修斯表述：热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体 传递到温度高的物体； 开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。 熵表述：随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。——“熵”的引入 熵在热力学中是表征物质状态的参量之一，通常用符号 S 表示。在经典热力学中，可用增量定义为 dS=(dQ/T)，式中 T 为物质的热力学温度；dQ 为熵增过程中加入物质的热量。有了熵的概念，热力学 第二定律可以从数学上表述为熵增加原理， 他揭示了自然界中这样的一个事实： 在一个可逆的过程中， 系统的熵越大，就越接近平衡状态，虽然此间能量的数量不变，但可供利用或者是转化的能量却是越 来越少。 意义： 在可逆微变化过程中，熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比，可用于度 量热量转变为功的程度。 在不可逆微变化过程中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理，熵的增加就 意味着有效能量的减少，一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。 就这样，热力学第一定律阐明了热在转化过程中各种能量总是保持不变的规律，熵增加原理则定 量地揭示出宏观过程的方向性和限度，两个定律相互交织，构成了一幅完整的图画，使人们对热现象 的能量转化过程的基本特征有了全面的认识。 关系
化学反应焓变和熵变
化学反应焓变和熵变
第一、焓变。
焓，指的是物质内部蕴含的能量。
焓变指的就是生成物的蕴含的能量与反应物蕴含的焓能量之差。
第二、熵变。
熵是指物质内部的混乱度。
熵变是生成物蕴含的混乱度与反应物蕴含的混乱度之差。
熵变和焓变的关系
熵变：指体系混乱程度的变化,熵变为正值说明体系的混乱程度增加,熵变为负值说明混乱程度减小．焓变是指体系内能的变化,焓变为正值说明反应放热体系能量减小,焓变为负值说明反应吸热体系能量增加．△G=△H-t△S,△H表示焓变,△S表示熵变,△G表示体系自由能,t 表示温度．
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力的乘积的总和。
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。
焓与熵的定义
焓与熵的定义以焓与熵的定义为标题，我们来探讨一下这两个概念在物理学中的重要性和意义。
我们先来了解一下焓的定义。
焓是热力学中的一个重要量，表示系统的能量加上对外界做的功。
在等压过程中，焓的变化等于系统所吸收或放出的热量。
焓的单位是焦耳（J）。
焓的定义可以用以下公式表示：H = U + PV其中，H表示焓，U表示内能，P表示压强，V表示体积。
焓的概念对于研究热力学系统的能量变化非常重要。
通过计算焓的变化，我们可以了解系统的热量变化以及对外做功的情况。
在化学反应中，焓的变化可以帮助我们判断反应的热效应，如放热反应和吸热反应。
接下来，我们来讨论一下熵的定义。
熵是热力学中的另一个重要量，表示系统的无序程度。
熵是一个状态函数，用S表示。
熵的单位是焦耳/开（J/K）。
熵的定义可以用以下公式表示：ΔS = ∫(dQ/T)其中，ΔS表示熵的变化，dQ表示系统吸收或放出的热量，T表示温度。
熵是描述系统无序程度的物理量。
在一个封闭系统中，熵的增加代表着系统内部的无序程度增加。
熵的增加是一个不可逆过程，与热力学第二定律相对应。
熵的概念对于研究能量转化和热力学平衡非常重要。
通过计算系统熵的变化，我们可以判断系统的热力学过程是否可逆，以及系统达到热力学平衡时的状态。
焓和熵这两个概念在热力学中起着重要作用。
焓描述了能量的转化和传递过程，熵描述了系统的无序程度和热力学过程的不可逆性。
它们是热力学研究中的基本概念，对于理解和解释自然界中的各种现象和过程具有重要意义。
焓和熵是热力学中的两个重要概念，分别描述了能量的转化和无序程度。
它们在研究能量变化和热力学平衡等问题中起着关键作用。
对于深入理解热力学系统的行为和性质，掌握焓和熵的定义和应用是非常重要的。
通过研究焓和熵，我们可以更好地理解自然界中的各种物理和化学现象，为科学研究和工程应用提供理论基础。
熵焓自由能
熵焓自由能This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020熵、焓、自由能熵.熵：热量与温度之商乘坐熵，记作S。
S = Q / T .熵变; 熵的变化量称为熵变，记作ΔSΔS = ΔQ / T .Q 为系统吸收的热量，T为系统的温度。
熵变等于系统从热源吸收的热量与系统的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。
熵表示热量转化为功的程度，也表示系统中的无序程度，1、熵越大，其做功能力下降，无序程度增加。
2、熵是表示物质系统状态的一个物理量，它表示该状态可能出现的程度。
、3、孤立体系（即绝热体系）中实际发生的过程必然要使它的熵增加。
4、对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零.：有两种表述形式。
表述1：不可能用有限个手段和程序使一个物体冷却到绝对温度零度。
表述2：一切纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。
标准熵：1 mol物质在下所计算出的熵值，称标准摩尔熵，简称标准熵。
用ST q表示，单位：J·mol-1 ·K－1熵的规律：(1) 同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵； ST q(g) > ST q(l) > ST q(s)S q H2O (g) > H2O (l) > H2O (s)(2) 相同组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大；S q O2 (g) < S q O3 (g)S q NO (g) < S q NO2 (g) < S q N2O4 (g)S q CH2=CH2 (g) < S q CH3-CH3 (g)(3) 相同元素的原子组成的分子中，分子量越大,熵值越大；S q CH3Cl(g) < S q CH2Cl2 (g) < S q CHCl3(g)(4) 同一类物质，越大，结构越复杂，熵值越大；S qCuSO4(s) < S qCuSO4·H2O(s) < SqCuSO4·3H2O(s) < SqCuSO4·5H2O (s)S qF2(g) < S qCl2(g) < S qBr2(g) < SqI2 (g)(5) 固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少。
焓与熵的定义
焓与熵的定义引言焓和熵是热力学中两个重要的概念。
它们描述了物质在热力学过程中的性质和变化。
本文将对焓和熵的定义进行全面详细、完整且深入的阐述，以便更好地理解和应用这些概念。
焓的定义焓（enthalpy）是热力学中一个重要的状态函数，通常用符号H表示。
焓可以理解为系统的内能和对外界做功之间的关系。
焓的定义如下：H = U + PV其中，H表示焓，U表示系统的内能，P表示系统的压强，V表示系统的体积。
焓的单位通常是焦耳（J）或卡路里（cal）。
焓的定义可以通过对焓的微分形式进行推导得到：dH = dU + PdV + VdP根据热力学第一定律，系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外界做的功之和：dU = δQ - δW将上式代入焓的微分形式中，可以得到焓的微分形式表达式：dH = δQ - δW + PdV + VdP根据热力学第二定律，对于可逆过程，系统的熵变可以表示为：δQ = TdS将上式代入焓的微分形式中，可以得到焓的微分形式的另一种表达式：dH = TdS - δW + PdV + VdP通过以上推导，我们可以看出焓的定义与系统的内能、压强、体积和熵之间有着密切的关系。
熵的定义熵（entropy）是热力学中一个重要的状态函数，通常用符号S表示。
熵可以理解为系统的混乱程度或无序程度。
熵的定义如下：S = k ln W其中，S表示熵，k表示玻尔兹曼常数，W表示系统的微观状态数。
熵的单位通常是焦耳/开尔文（J/K）或卡路里/开尔文（cal/K）。
熵的定义可以通过对熵的微分形式进行推导得到：dS = δQ / T其中，dS表示熵的微分，δQ表示系统吸收的热量，T表示系统的温度。
根据热力学第二定律，对于可逆过程，可以得到：dS = dQ / T通过以上推导，我们可以看出熵的定义与系统吸收的热量和温度之间有着密切的关系。
焓与熵的关系焓和熵之间存在着一定的关系。
根据焓和熵的定义，可以得到焓和熵的关系式如下：dH = TdS + VdP上式表明，在恒温恒压条件下，焓的变化等于系统吸收的热量与温度的乘积，再加上系统的体积和压强的乘积。
熵焓自由能
熵.熵：热量与温度之商乘坐熵，记作S。
S=Q/T.熵变;熵的变化量称为熵变，记作ΔSΔS=ΔQ/T.Q为系统吸收的热量，T为系统的温度。
熵变等于系统从热源吸收的热量与系统的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。
熵表示热量转化为功的程度，也表示系统中的无序程度，1、熵越大，其做功能力下降，无序程度增加。
2、熵是表示物质系统状态的一个物理量，它表示该状态可能出现的程度。
、3、孤立体系（即绝热体系）中实际发生的过程必然要使它的熵增加。
4、对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零.热力学第三定律：有两种表述形式。
表述1：不可能用有限个手段和程序使一个物体冷却到绝对温度零度。
表述2：一切纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。
标准熵：1mol物质在标准状态下所计算出的熵值，称标准摩尔熵，简称标准熵。
用STq表示，单位：J·mol-1·K－1熵的规律：(1)同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵；STq(g)>STq(l)>STq(s)SqH2O(g)>H2O(l)>H2O(s)(2)相同原子组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大；SqO2(g)<SqO3(g)SqNO(g)<SqNO2(g)<SqN2O4(g)SqCH2=CH2(g)<SqCH3-CH3(g)(3)相同元素的原子组成的分子中，分子量越大,熵值越大；SqCH3Cl(g)<SqCH2Cl2(g)<SqCHCl3(g)(4)同一类物质，摩尔质量越大，结构越复杂，熵值越大；SqCuSO4(s)<SqCuSO4·H2O(s)<SqCuSO4·3H2O(s)<SqCuSO4·5H2O(s)SqF2(g)<SqCl2(g)<SqBr2(g)<SqI2(g)(5)固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少。
熵焓自由能
熵、焓、自由能熵.熵：热量与温度之商乘坐熵，记作S。
S = Q / T .熵变; 熵的变化量称为熵变，记作ΔSΔS = ΔQ / T .Q 为系统吸收的热量，T为系统的温度。
熵变等于系统从热源吸收的热量与系统的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。
熵表示热量转化为功的程度，也表示系统中的无序程度，1、熵越大，其做功能力下降，无序程度增加。
2、熵是表示物质系统状态的一个物理量，它表示该状态可能出现的程度。
、3、孤立体系（即绝热体系）中实际发生的过程必然要使它的熵增加。
4、对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零.：有两种表述形式。
表述1：不可能用有限个手段和程序使一个物体冷却到绝对温度零度。
表述2：一切纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。
标准熵：1 mol物质在下所计算出的熵值，称标准摩尔熵，简称标准熵。
用ST q 表示，单位：J·mol-1 ·K－1熵的规律：(1) 同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵； ST q(g) > ST q(l) > ST q(s)S q H2O (g) > H2O (l) > H2O (s)(2) 相同组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大；S q O2 (g) < S q O3 (g)S q NO (g) < S q NO2 (g) < S q N2O4 (g)S q CH2=CH2 (g) < S q CH3-CH3 (g)(3) 相同元素的原子组成的分子中，分子量越大,熵值越大；S q CH3Cl(g) < S q CH2Cl2 (g) < S q CHCl3(g)(4) 同一类物质，越大，结构越复杂，熵值越大；S qCuSO4(s) < S qCuSO4·H2O(s) < SqCuSO4·3H2O(s) < SqCuSO4·5H2O (s)S qF2(g) < S qCl2(g) < S qBr2(g) < SqI2 (g)(5) 固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少。
化学反应中的熵变与焓变热力学动力学
化学反应中的熵变与焓变热力学动力学化学反应是指物质之间发生的化学变化过程，而熵变与焓变是描述化学反应以及系统状态变化的重要物理量。
熵变（ΔS）是衡量系统无序程度的变化量，而焓变（ΔH）是描述化学反应的热交换过程的变化量。
熵变与焓变在热力学动力学中起到重要作用，可以帮助我们理解和预测化学反应的方向与速率。
1. 熵变与无序程度的关系熵（S）是描述系统无序程度的物理量。
在化学反应中，当反应物转变为生成物时，系统的熵往往会发生变化。
然而，这种变化是有规律可循的。
根据熵的定义，系统的熵变可以表示为ΔS = S生成物 - S 反应物。
根据第二热力学定律，系统趋向于增加无序度，即熵的增加。
当一个系统处于平衡状态时，系统的熵达到最大值。
因此，化学反应中的熵变可以告诉我们反应前后系统无序程度的变化。
当ΔS > 0时，反应使系统的无序度增加，反应是自发进行的；当ΔS < 0时，反应使系统的无序度减少，反应是非自发进行的；当ΔS = 0时，反应不影响系统的无序度，反应处于平衡状态。
2. 熵变与化学反应速率的关系熵变不仅与反应的方向有关，还与反应的速率有关。
化学反应的速率取决于反应物分子之间的相对运动，而分子的运动情况与系统的熵有密切关系。
根据动力学理论，分子必须具有一定的能量才能克服反应的能垒，进而参与反应。
当反应物的熵变较大时，系统的无序度增加，分子之间的相对运动变得更加剧烈，反应速率也会增加。
相反，当反应物的熵变较小时，系统的无序度减少，分子之间的相对运动变得不活跃，反应速率会减慢。
因此，通过控制反应物的熵变，我们可以调节化学反应的速率，提高反应的效率。
3. 焓变与热交换的关系焓（H）是描述系统热交换的物理量。
在化学反应中，当反应物转变为生成物时，系统的焓往往会发生变化。
焓变可以表示为ΔH = H生成物 - H反应物。
根据热力学第一定律，能量守恒，系统吸收或释放的热量等于焓变。
当焓变为正值时，反应吸热，系统从周围吸收热量；当焓变为负值时，反应放热，系统将热量释放到周围。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
熵
entropy
描述热力学系统的重要态函数之一。
熵的大小反映系统所处状态的稳定情况，熵的变化指明热力学过程进行的方向，熵为热力学第二定律提供了定量表述。
为了定量表述热力学第二定律，应该寻找一个在可逆过程中保持不变，在不可逆过程中单调变化的态函数。
克劳修斯在研究卡诺热机时，根据卡诺定理得出，对任意循环过程都有Image:熵１.jpg ，式中Image:熵２.jpgQ是系统从温度为T的热源吸收的微小热量，等号和不等号分别对应可逆和不可逆过程。
可逆循环的Image:熵３.jpg表明存在着一个态函数熵，定义为
Image:熵４.jpg
对于绝热过程Q＝0，故S≥0，即系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。
这就是熵增加原理。
由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。
它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。
熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。
能量是物质运动的一种量度，形式多样，可以相互转换。
某种形式的能量如内能越多表明可供转换的潜力越大。
熵原文的字意是转变，描述内能与其他形式能量自发转换的方向和转换完成的程度。
随着转换的进行，系统趋于平衡态，熵值越来越大，这表明虽然在此过程中能量总值不变，但可供利用或转换的能量却越来越少了。
内能、熵和热力学第一、第二定律使人们对与热运动相联系的能量转换过程的基本特征有了全面完整的认识。
从微观上说，熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度，系统越无序、越混乱，熵就越大。
热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序，从概率较小的状态趋于概率较大的状态。
在信息论中，熵可用作某事件不确定度的量度。
信息量越大，体系结构越规则，功能越完善，熵就越小。
利用熵的概念，可以从理论上研究信息的计量、传递、变换、存储。
此外，熵在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域也都有一定的应用。
注：熵的增加表示系统从几率小的状态向几率大的状态演变，也就是从比较有规则、有秩序的状态向更无规则，更无秩序的状态演变。
焓
enthalpy
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。
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c p和气体热力学温度T的乘积,即h=c p T。
实验测定实际气体的c p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，c p常被看成常数。
在温度不太高时（如一般热机和超声速飞机所达到的温度），空气的c p值通常取为1004.6焦耳/（千克·开）。
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，即为常值。
Welcome To Download !!!
欢迎您的下载，资料仅供参考！。