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热学教程知识点总结归纳

热学教程知识点总结归纳

热学教程知识点总结归纳热学是物理学的一个重要分支,研究热量的传递、热力学过程、热平衡等现象。

在工程和科学领域中应用广泛,因此掌握热学知识对于理解自然界的各种现象和解决实际问题都至关重要。

下面我们将对热学的一些重要知识点进行总结和归纳,希望能给大家带来帮助。

一、热力学基本概念1. 系统和环境:热力学中将研究对象称为系统,而系统外部的部分称为环境。

2. 热平衡:当系统和环境之间没有能量交换时,它们达到了热平衡。

3. 热力学参数:压强、体积、温度和物质的量是热力学中常用的参数。

二、热力学过程1. 等温过程:在等温条件下,系统的温度保持不变。

2. 绝热过程:在绝热条件下,系统与环境之间没有热量交换。

3. 等容过程:在等容条件下,系统的体积保持不变。

4. 等压过程:在等压条件下,系统的压强保持不变。

三、热力学定律1. 热力学第一定律:能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量不变。

2. 热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,温度差可以产生功,但不能完全转化为功。

3. 热力学第三定律:当温度接近绝对零度时,系统的熵趋于零。

四、热力学系统1. 封闭系统:系统内能量可以进行交换,但质量不变。

2. 开放系统:系统内能量和质量都可以进行交换。

3. 绝热系统:系统与环境之间没有热量和物质交换。

五、状态方程和状态函数1. 状态方程:描述系统状态的物理规律。

2. 状态函数:系统状态的函数,与系统的历史和路径无关。

六、热力学循环1. 卡诺循环:理想的可逆循环,包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程。

2. 斯特林循环:由等温膨胀、等容加热、等温压缩和等容冷却组成。

3. 布雷顿循环:包括等压加热、等容膨胀、等压冷却和等容压缩四个过程。

七、热传导1. 导热系数:描述材料导热性能的常量。

2. 热传导方程:描述热量在物质中传导的定律。

八、热辐射1. 黑体辐射:理想的热辐射体,可以完全吸收和发射辐射。

热学热力学知识点总结

热学热力学知识点总结

热学热力学知识点总结热学热力学是物理学中的重要分支,研究物质热现象和热传递规律,深入了解这一领域的知识对于我们理解自然界的运行机制至关重要。

本文将对热学热力学的一些重要知识点进行总结。

一、热力学基本概念1. 系统与环境:热力学中,我们将要研究的物体或者系统称为“系统”,而其周围的一切称为“环境”。

2. 边界与界面:系统与环境之间通过一条虚线或者实际存在的物理情况进行分界,在这个分界线上,称为“边界”。

而边界之间的物理现象发生的地方称为“界面”。

二、热力学定律1. 第一定律:能量守恒定律,描述了能量的转化和守恒规律。

能量从一个系统传递到另一个系统,既不会凭空产生,也不会消失。

2. 第二定律:熵增原理,描述了自然界热现象的方向性。

热量不会自动从低温物体传递到高温物体,而是相反的。

这个定律也说明了热量的传递需要有势差。

3. 第三定律:绝对零度定律,描述了当温度接近绝对零度时,物体的一些性质将趋近于零。

三、热力学过程1. 等压过程:系统中的压强恒定,系统对外界做功或者从外界接收到的功相等。

2. 等温过程:系统内部温度恒定,根据热容量对外界做功或者从外界接收到的功相等。

3. 绝热过程:系统与环境没有热量交换,系统内部熵不变。

四、热力学函数1. 内能:系统中分子的热运动所具有的能量总和称为内能。

内能是状态函数,与系统的初始状态和末状态有关。

2. 焓:系统的内能加上对外做的功,称为焓。

焓也是状态函数。

3. 熵:描述了系统的无序程度,并且是一个状态函数。

熵增原理通过熵的变化来预测自然界的趋势,即系统熵会不断增大。

4. 自由能:描述了系统能做到的最大非体积功。

分为Helmholtz自由能和Gibbs自由能两种。

五、热力学循环1. 卡诺循环:由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环,是一个理想的热力学循环。

卡诺循环的效率反映了热机的工作效率。

2. 标准焓:在25摄氏度和1 atm压强下,各物质的标准热力学性质,如标准焓变等。

大学热学物理知识点总结

大学热学物理知识点总结

大学热学物理知识点总结1.热力学基本定律热力学基本定律是热学物理的基础,它包括三个基本定律,分别是热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。

(1)热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述,它规定了热力学系统能量的守恒性质。

简单地说,热力学第一定律表明了热力学系统能量的增减只与系统对外界做功和与外界热交换有关。

热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示系统吸热的大小,W表示系统对外界所作的功。

由此可以看出,系统的内能变化量等于吸收热量减去做的功。

(2)热力学第二定律热力学第二定律是热力学系统不可逆性的表述,它规定了热力学系统内部的熵增原理,即系统的熵不会减小,而只会增加或保持不变。

简单地说,热力学第二定律表明了热力学系统内部的任何一种热力学过程都是不可逆的。

这意味着热力学系统永远无法使热量全部转化为功,总会有一部分热量被转化为无效热。

热力学第二定律还表明了热力学过程的方向性,即热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能反向传递。

(3)热力学第三定律热力学第三定律规定了当温度趋于绝对零度时,任何物质的熵都将趋于一个有限值,这个有限值通常被定义为零。

简单地说,热力学第三定律表明了在绝对零度时,任何系统的熵都将趋于零。

热力学第三定律的提出对于热学物理的研究具有非常重要的意义,它为我们理解热学系统的性质提供了重要的基础。

2.热力学过程热力学过程是指热力学系统内部发生的一系列变化,包括各种状态参数的变化和热力学系统对外界的能量交换。

常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等。

这些过程在日常生活以及工业生产中都有着广泛的应用。

(1)等温过程等温过程是指在恒定温度下进行的热力学过程。

在等温过程中,系统对外界做的功和吸收的热量之比是一个常数。

这意味着等温过程的压强和体积成反比,在P-V图上表现为一条双曲线。

常见的等温过程有等温膨胀和等温压缩等。

(2)绝热过程绝热过程是指在无热交换的情况下进行的热力学过程。

热力学基础知识点总结

热力学基础知识点总结

热力学基础知识点总结
热力学是研究能量转化与传递规律的科学,主要包括以下基础知识点:
1. 系统与环境:热力学研究的对象是一个被称为系统的物体、组织或区域,而系统与其周围的一切被称为环境。

2. 状态量与过程量:状态量是描述系统状态的量,如温度、压力、体积等,它们只依赖于系统的初始和最终状态;而过程量是描述系统变化过程中的性质,如热量、功等。

3. 热平衡与温度:当两个物体处于热平衡时,它们之间不存在热量的净传递,此时它们的温度相等。

4. 热传递与热传导:热传递是指热量从高温物体流向低温物体的过程,可以通过热传导、辐射和对流等方式实现。

热传导是通过物质分子间的碰撞传递热量的过程。

5. 热容与比热容:热容是指物体吸收或释放单位温度变化所需的热量,而比热容是单位质量物质所需的热量。

6. 理想气体状态方程:理想气体状态方程描述了理想气体的压力、体积和温度之间的关系,常用的方程有理想气体状态方程
(PV=nRT)和绝热过程公式(PV^γ=常数)。

7. 熵与熵增:熵是描述系统无序度的物理量,熵增原理表明在孤立系统中,熵总是增加的。

8. 热力学第一定律:热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表现,它表明能量可以从一个形式转化为另一个形式,但总能量守恒。

9. 热力学第二定律:热力学第二定律是描述热量传递方向性的原理,它指出热量只能从高温物体传递到低温物体,不会自发地从低温物体传递到高温物体。

10. 吉布斯自由能:吉布斯自由能是描述系统在恒温、恒压条件下的可用能量,通过最小化吉布斯自由能可以预测系统的平衡态。

这些是热力学基础知识点的概述,它们在热力学的研究和应用中扮演着重要的角色。

初中物理课程热学知识点

初中物理课程热学知识点

初中物理课程热学知识点热学是物理学中的重要分支,涉及物质的热量、温度和热传导等内容。

初中物理课程中,我们需要了解一些基本的热学知识点。

本文将详细讨论初中物理课程中的热学知识点,包括热传导、热量、温度等内容。

一、热传导热传导是指热量通过物体内部传递的过程。

物体内部存在许多分子,这些分子随机运动并与周围分子发生碰撞。

当物体的一部分受热时,其分子运动增加,进而与周围分子发生碰撞,将热量传递给周围区域的分子,实现热量的传导。

热传导的速度取决于物体的导热性能、温度差和物体的形状。

导热性能是指物体传导热量的能力,与物体的材质有关。

一般来说,金属的导热性能较好,非金属的导热性能较差。

二、热量热量是物体之间传递的能量。

当两个物体接触时,温度较高的物体会通过热传导将热量传递给温度较低的物体,使得两者的温度趋于平衡。

热量的单位是焦耳(J)。

1焦耳定义为1牛顿的力在物体上产生1米的位移时所做的功。

在物理实验中,我们通常使用热量计来测量热量的大小。

三、温度温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量。

温度描述了物体分子的平均动能。

温度的单位是摄氏度(℃)或开尔文(K)。

摄氏度和开尔文之间的转换公式为:K = ℃ + 273.15。

常见的温度转换是摄氏度与华氏度之间的转换公式:℉ = (℃ × 9/5) + 32。

在物理实验中,我们通常使用温度计来测量物体的温度。

温度计的常见类型有水银温度计和电子温度计。

四、热膨胀热膨胀是指物体由于温度升高而发生的体积、长度、面积的变化。

热膨胀是由于物体分子热运动加剧,分子之间的相互作用力减小而导致的。

常见的热膨胀应用在物体周围的扩大缝隙,如使用热胀冷缩原理制造的缝隙恒温开关。

五、热传递和节能热传递是不可避免的现象,然而我们可以通过一些措施来减少热能的传递,以提高节能效果。

一种方法是使用绝缘材料,如泡沫塑料、玻璃纤维等,来减少热量的传递。

绝缘材料具有较低的导热性能,可以有效地隔离热量的传递。

材料热力学知识点

材料热力学知识点

1. 简述熵判据、亥姆赫兹函数判据和吉布斯函数判据的内容及使用条件:①对于孤立系统:(△S )u,v,w ’:>0自发 =0可逆 <0自阻不自发 ②非孤立系统:△S 总=△S 系+△S 环:>0自发 =0可逆 <0自阻不自发③亥姆霍兹自由能(F ) dF ≤w ’ 在恒温容器不做其他功的情况下△F :<0自发 =0可逆(平衡) >0自阻不自发④吉布斯自由能(G )dG ≤w ’在恒温恒压下不做其他功的情况下△G :<0自发 =0可逆(平衡) >0自阻不自发5. 说明为什么纯金属(纯铁材料除外)加热的固态相变是由密排结构到疏排结构的相变:dH=TdS+VdP →(əH/əV )T =(əS/əV )T +V (əP/əV )T Maxwell 方程(əS/əV )T =(əP/əV )T体积不变,温度升高导致压力升高(əP/əT )V >0 →(əS/əV )T >0 在温度一定时,熵随体积而增大,即:对于同一金属,在温度相同是,疏排结构的熵大于密排结构。

(əH/əV )T >0温度一定时,焓随体积而增大,即:对于同一金属,在温度相同是,疏排结构的焓大于密排结构。

G=H-TS 在低温时,TS 项对G 的贡献小,G 主要取决于H 项,H 疏排>H 密排,G 疏排>G 密排,低温下密排相是稳定相;在高温下,TS 项对G 的贡献很大,G 主要取决于TS 项,S 疏排>S 密排,G 疏排<G 密排,高温下疏排相是稳定相。

6. 说明为什么固相与气相或液相之间平衡时,相平衡温度T 与压力P 之间的关系是指数关系;而固相与液相之间平衡时,相平衡温度T 与压力P 之间的关系是直线关系:①由dT/dP=△V/△S 对于凝聚态之间的相平衡(L →S )dT/dP=△αβVm/△αβSm 压力改变不大时,△S 和△T 的改变很小,可以认为dT/dP=C P ∝T 为直线关系;②有一相为气相的两相平衡dP/dT=△vapH/T △vapV ,蒸发平衡,升华平衡的共同特点是其中有一相为气相,压力改变时△V 变化很大。

热量的传递与热力学知识点总结

热量的传递与热力学知识点总结

热量的传递与热力学知识点总结热量的传递是热力学中一个重要的概念,它涉及到热的流动和热平衡的问题。

了解热量的传递方式以及热力学中的相关知识点对于我们理解能量转化和热力学过程有着重要的作用。

本文将对热量的传递与热力学中的相关知识点进行总结。

一、热传导热传导是指热量在物体内部由高温区向低温区传播的过程。

它遵循热量自然由热量大的物体传向热量小的物体的原则。

热传导的速率取决于传导介质的性质、温度差以及物体的形状和尺寸等因素。

常见的导热介质有金属、液体和气体等。

二、热对流热对流是指热量通过流体的对流来传递的过程。

在热对流中,流体被加热后会产生密度变化,从而形成对流运动。

热对流的速率取决于流体的性质、流动速度、温度差以及物体的形状和尺寸等因素。

热对流通常在气体和液体中发生。

三、热辐射热辐射是指热量通过电磁波辐射的方式传递的过程。

所有物体都会辐射热能,无论其温度是否低于绝对零度。

热辐射的速率取决于物体的温度以及其表面的特性。

热辐射是一种无需介质的热传递方式,可以在真空中传播。

热量的传递过程中往往涉及到熵的变化。

熵是热力学中一个重要的物理量,它表示系统的无序程度。

热传递会导致熵的增加,而热力学第二定律表明熵增是一个自然趋势,系统总是朝着熵增的方向发展。

在热力学中,还有一些其他的重要概念和定律需要了解:1. 热力学第一定律:能量守恒定律,它表明能量既不能被创造也不能被消灭,只能在不同形式之间转化。

2. 热力学第二定律:热量不会自发地从低温物体传向高温物体,熵增是一个自然趋势。

3. 热力学第三定律:绝对零度是无法达到的,所有物质在温度接近绝对零度时会趋于零熵。

4. 热力学循环:一个系统经历的一系列热力学过程,最终回到初始状态的过程。

5. 热容和比热容:物体吸收或释放的热量与温度变化之间的关系。

6. 等温过程、绝热过程和绝热指数:等温过程中温度不变,绝热过程中热量不进出系统,绝热指数是气体的一个重要物理量。

通过对热量的传递和热力学知识点的总结,我们可以更好地理解能量转化和热力学过程。

材料热力学知识点

材料热力学知识点

第一章单组元材料热力学名词解释:1 可逆过程2 Gibbs自由能最小判据3 空位激活能4 自发磁化:5 熵:6 热力学第一定律热力学第二定律7 Richard定律填空题1 热力学第二定律指出:一个孤立系统总是由熵低的状态向熵高的状态变化,平衡状态则是具有最大熵的状态。

2 按Boltzmann方程,熵S与微观状态数W的关系式为S=klnW3 热容的定义是系统升高1K时所吸收的热量,它的条件是物质被加热时不发生相变和化学反应4 α-Fe的定压热容包括:振动热容、电子热容和磁性热容。

5 纯Fe的A3的加热相变会导致体积缩小6 Gibbs-Helmholtz方程表达式是7 铁磁性物质的原子磁矩因交换作用而排列成平行状态以降低能量的行为被称为自发磁化论述题1 根据材料热力学原理解释为什么大多数纯金属加热产生固态相变时会产生体积膨胀的效应?2 试根据单元材料的两相平衡原理推导克拉伯龙(Clapeyron)方程。

3 试用G-T图的图解法说明纯铁中的A3点相变是异常相变。

4 试画出磁有序度、磁性转变热容及磁性转变(指铁磁-顺磁转变)自由能与温度的关系曲线。

计算题1已知纯钛α/β的平衡相变温度为882O C,相变焓为4142J•mol-1,试求将β-Ti过冷到800O C时,β→α的相变驱动力2若某金属形成空位的激活能为58.2KJ•mol-1,试求在700O C下,该金属的空位浓度。

3纯Bi在0.1MPa压力下的熔点为544K。

增加压力时,其熔点以3.55/10000K•MPa-1的速率下降。

另外已知融化潜热为52.7J•g-1,试求熔点下液、固两相的摩尔体积差。

(Bi的原子量为209g•mol-1.第二章二组元相名词解释:溶体:以原子或分子作为基本单元的粒子混合系统所形成的结构相同,性质均匀的相理想溶体:在宏观上,如果组元原子(分子)混合在一起后,既没有热效应也没有体积效应时所形成的溶体。

混合物:由结构不同的相或结构相同而成分不同的相构成的体系 化合物:两种或两种以上原子组成的具有特定结构的新相 溶解度:溶体相在与第二相平衡时的溶体成分(浓度),固溶体在与第二相平衡时的溶解度也成为固溶度。

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知识点热力学与料热力学部分————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:热力学与材料热力学部分热力学:用能量转化和守恒的观点来研究物质热运动的客观规律;以实验事实为基础,总结研究系统状态变化过程中的功能转化和热力学过程的方向性问题。

热力学研究能(energy)和能的转变(transformations)规律材料研究的每个过程离不开热力学1、材料服役性能2、材料制备3、材料微观组织材料热力学是热力学基本原理在材料设计、制备与使用过程中的应用。

材料热力学是材料科学的重要基础之一。

材料学的核心问题是求得材料成分-组织结构-各种性能之间的关系。

问题的前半部分,即材料成分-组织结构的关系要服从一个基本的科学规则,这个基本规则就是材料热力学。

在材料的研究逐渐由“尝试法”走向“定量设计”的今天,材料热力学的学习尤其显得重要。

材料热力学是经典热力学和统计热力学理论在材料研究方面的应用,其目的在与揭示材料中的相和组织的形成规律。

固态材料中的熔化与凝固以及各类固态相变、相平衡关系和相平衡成分的确定、结构上的物理和化学有序性以及各类晶体缺陷的形成条件等是其主要研究对象。

现代材料科学发展的主要特征之一是对材料的微观层次认识不断进步。

利用场离子显微镜和高分辨电子显微镜把这一认识推进到了纳米和小于纳米的层次,已经可以直接观察到从位错形态直至原子实际排列的微观形态。

这些成就可能给人们造成一种误解,以为只有在微观尺度上对材料的直接分析才是深刻把握材料组织结构形成规律的最主要内容和最主要途径;以为对那些熵、焓、自有能、活度等抽象概念不再需要更多的加以注意。

其实不然,不仅热力学的主要长处在于它的抽象性和演绎性,而且现代材料科学的每一次进步和发展都一直受到经典热力学和统计热力学的支撑和帮助。

材料热力学的形成和发展正是材料科学走向成熟的标志之一。

工业技术的进步在拉动材料热力学的发展,而材料热力学的发展又在为下一个技术进步准备基础和条件。

材料热力学是热力学理论在材料研究、材料生产活动中的应用。

因此这是一门与实践关系十分密切的科学。

学习这门课程,不能满足于理解书中的内容,而应当多进行一些对实际材料问题的分析与计算,开始可以是一些简单的、甚至是别人已经解决的问题,然后由易渐难,循序渐进。

通过不断的实际分析与计算,增进对热力学理论的理解,加深对热力学的兴趣,进而有自己的心得和成绩。

热力学最基本概念:1、焓变enthalpy焓,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物体的一个热力学能状态函数,焓变即物体焓的变化量。

◆焓和焓变焓是一个状态函数,也就是说,系统的状态一定,焓的值就定了。

焓的定义式是这样的:H=U+pV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)作为一个描述系统状态的状态函数,焓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)可以表示过程的热力学能变◆相关知识在介绍焓之前需要了解一下分子热运动、热力学能和热力学第一定律:1827年,英国植物学家布朗把非常细小的花粉放在水面上并用显微镜观察,发现花粉在水面上不停地运动,且运动轨迹极不规则。

起初人们以为是外界影响,如振动或液体对流等,后经实验证明这种运动的的原因不在外界,而在液体内部。

原来花粉在水面运动是受到各个方向水分子的撞击引起的。

于是这种运动叫做布朗运动,布朗运动表明液体分子在不停地做无规则运动。

从实验中可以观察到,布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈。

这表示分子的无规则运动跟温度有关系,温度越高,分子的无规则运动就越激烈。

正因为分子的无规则运动与温度有关系,所以通常把分子的这种运动叫做分子的热运动。

在热学中,分子、原子、离子和原子团做热运动时遵从相同的规律,所以统称为分子。

既然组成物体的分子不停地做无规则运动,那么,像一切运动着的物体一样,做热运动的分子也具有动能。

个别分子的运动现象(速度大小和方向)是偶然的,但从大量分子整体来看,在一定条件下,它们遵循着一定的统计规律,与热运动有关的宏观量——温度,就是大量分子热运动的统计平均值。

分子动能与温度有关,温度越高,分子的平均动能就越大,反之越小。

所以从分子动理论的角度看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志(即微观含义,宏观:表示物体的冷热程度)。

分子间存在相互作用力,即化学上所说的分子间作用力(范德华力)。

分子间作用力是分子引力与分子斥力的合力,存在一距离r0使引力等于斥力,在这个位置上分子间作用力为零。

分子引力与分子斥力都随分子间距减小而增大,但是斥力的变化幅度相对较大,所以分子间距大于r0时表现为引力,小于r0时表现为斥力。

因为分子间存在相互作用力,所以分子间具有由它们相对位置决定的势能,叫做分子势能。

分子势能与弹簧弹性势能的变化相似。

物体的体积发生变化时,分子间距也发生变化,所以分子势能同物体的体积有关系。

物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的热力学能,也叫做内能。

热力学能与动能、势能一样,是物体的一个状态量。

改变物体内能的方式有两个:做功和热传递。

一个物体,如果它跟外界不发生热交换,也就是它既没有吸收热量也没有放出热量,则外界对其做功等于其热力学能的增量:ΔU1=W如果物体对外界做功,则W为负值,热力学能增加量ΔU1也为负值,表示热力学能减少。

如果外界既没有对物体做功,物体也没有对外界做功,那么物体吸收的热量等于其热力学能的增量:ΔU2=Q如果物体放热,则Q为负值,热力学能增加量ΔU2也为负值,表示热力学能减少。

一般情况下,如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程,那么物体热力学能的增量等于外界对物体做功加上物体从外界吸收的热量,即:ΔU=ΔU1+ΔU2=Q+W因为热力学能U是状态量,所以:ΔU=ΔU末态-ΔU初态=Q+W上式即热力学第一定律的表达式。

化学反应都是在一定条件下进行的,其中以恒容与恒压最为普遍和重要。

在密闭容器内的化学反应就是恒容过程。

因为系统体积不变,而且只做体积功(即通过改变物体体积来对物体做功,使物体内能改变,如在针管中放置火柴头,堵住针头并压缩活塞,火柴头会燃烧),所以W=0,代入热一定律表达式得:ΔU=Q它表明恒容过程的热等于系统热力学能的变化,也就是说,只要确定了过程恒容和只做体积功的特点,Q就只决定于系统的初末状态。

在敞口容器中进行的化学反应就是恒压过程。

所谓横压是制系统的压强p 等于环境压强p外,并保持恒定不变,即p=p外=常数。

由于过程恒压和只做体积功,所以:W=W体积=-p外(V2-V1)=-(p2V2-p1V1)其中W为外界对系统做的功,所以系统对外做功为负。

压强乘以体积的改变量是系统对外做的功,可以按照p=F/S,V=Sh,∴Fh=pV来理解。

将其代入热一定律表达式得:Q=ΔU-W=U2-U1+(p2V2-p1V1)=(U2+p2V2)-(U1+p1V1)因为U+pV是状态函数(即状态量)的组合(即一个状态只有一个热力学能U,外界压强p和体积V),所以将它定义为一个新的状态函数——焓,并用符号H表示,所以上式可变为:Q=H2-H1=ΔH它表明恒压过程中的热等于系统焓的变化,也就是说,只要确定了过程恒压和只做体积功的特点,Q就只决定于系统的初末状态。

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。

例如恒压下对物质加热,则物质吸热后温度升高,ΔH>0,所以物质在高温时的焓大于它在低温时的焓。

又如对于恒压下的放热化学反应,ΔH<0,所以生成物的焓小于反应物的焓。

在化学反应中,因为H是状态函数,所以只有当产物和反应物的状态确定后,ΔH才有定值。

为把物质的热性质数据汇集起来,以便人们查用,所以很有必要对物质的状态有一个统一的规定,只有这样才不致引起混乱。

基于这种需要,科学家们提出了热力学标准状态的概念。

热力学标准状态也称热化学标准状态,具体规定为:气体——在pθ(101kPa,上标θ指标准状态)压力下处于理想气体(我们周围的气体可以近似看作理想气体)状态的气态纯物质。

液体和固体——在pθ压力下的液态和固态纯物质。

对于一个任意的化学反应:eE+fF——→gG+rR其中e、f、g、r为化学计量系数。

若各物质的温度相同,且均处于热化学标准状态,则g mol G和r mol R的焓与e mol E和f mol F的焓之差,即为该反应在该温度下的标准摩尔反应焓或标准摩尔反应热,符号为ΔrH(T),其中下标“r”指反应,“T”指反应时的热力学温度,“m”指ξ=1mol,ΔrH的单位为kJ·mol-1。

ξ读作“可赛”,为反应进度,对于反应eE+fF——→gG+rR,可以写成:0=gG+rR-eE-fF=∑vBBB式中,B代表反应物或产物,vB为相应的化学计量系数,对反应物取负值,对产物取正值。

根据相关计量标准,对于化学反应0=∑vBB,若任一物质B物质的量,初始状态时为nB0,某一程度时为nB,则反应进度ξ的定义为:Bξ=(nB-nB0)/vB=ΔnB/vB由此可以概括出如下几点:对于指定的化学计量方程式,vB为定值,ξ随B物质的量的变化而变化,所以可用ξ度量反应进行的深度。

由于vB的量纲为1,ΔnB的单位为mol,所以ξ的单位也为mol。

对于反应eE+fF——→gG+rR,可以写出:ξ=ΔnE/vE=ΔnF/vF=ΔnG/vG=ΔnR/vR对于指定的化学计量方程式,当ΔnB的数值等于vB时,则ξ=1mol。

焓(H)及焓变(△H)与等压热效应(qp)的关系在等压,只做体积功条件下:Δu = qp + w = qp – p(v2– v1)Δu = qp + pv1– pv2qp = (u2+ pv2 – (u1+ pv1)含H = u + pv (H 定义为焓,是状态函数)则qp = H2– H1= ΔH结论:等压,只做体积功条件下(化学反应通常属此种情况),体系焓变(ΔH)在数值上等于等压热效应(Qp)。

焓变是与化学反应的起始状态,终止状态有关,与物质所处环境的压强,温度等因素有关,与化学反应的过程无关.2、熵熵物理名词,用热量除温度所得的商,标志热量转化为功的程度[entropy]物理意义:物质微观热运动时,混乱程度的标志。

热力学中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。

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