液氧挥发速度( 二 )


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
【液氧挥发速度】式子中"H"为焓,U为系统内能,p为其压强,V则为体积 。
对于在大气内进行的化学反应,压强一般保持常值 , 则有
ΔH = ΔU + pΔV
规定放热反应的焓取负值 。如:
SO3(g)+H2O(l)==H2SO4(l);ΔH= -1303 kJ/mol
表示每生成1 mol H2SO4 放出 1303 kJ 的热 。
严格的标准热化学方程式格式: H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) ΔrHθm=-286kJ·mol-1 (θ表示标准态,r表示反应,m表示1mol反应含义为标准态下进行一摩尔反应的焓变)
现在我们设想在同一温度下发生同上的1mol反应:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g),但不是在等温等容条件下,而是在等温等压条件下,或者说发生的不是等温等容反应 , 而使等温等压反应,若反应发生时同样没有做其他功,反应的热效应多大?这种热效应的符号通常用Qp表示,下标p表明等压,成为等压热效应 。
Qp=△U+p△V=△U+RT∑vB(g)
式中△U≡U终态-U始态≡U反应产物-U反应物 , 式中∑vB(g)=△n(g)/mol , 即发生1mol反应 , 产物气体分子总数与反应物气体分子总数之差 。由该式可见 , 对于一个具体的化学反应,等压热效应与等容热效应是否相等,取决于反应前后气体分子总数是否发生变化,若总数不变,系统与环境之间不会发生功交换 , 于是,Qp=QV;若总数减?。?对于放热反应∣Qp∣〉∣QV∣ , 等压过程放出热多于等容过程放出热 , ;若反应前后气体分子总数增加,对于放热反应,∣Qp∣〈∣QV∣,反应前后内能减少释放的一部分能量将以做功的形式向环境传递,放出的热少于等容热效应 。同样的,对于吸热反应也可以类推得到 。
将上式展开又可得到:
Qp=△U+p△V=(U终态-U始态)+p(U终态-U始态)
=(U终态+pU始态)-(U终态+pU始态)
由于U、p、V都是状态函数,因此U+pV也是状态函数,为此,我们定义一个新的状态函数,称为焓,符号为H,定义式为H≡U+pV,于是:
△H≡H终态-H始态= Qp
此式表明 , 化学反应在等温等压下发生 , 不做其他功时,反应的热效应等于系统的状态函数焓的变化量 。请特别关注上句中的“不做其他功时”,若做其它功(如电池放电做功)反应的热效应决不会等于系统的状态函数H的变化量△H 。
我们之所以要定义焓这个函数,其原因是由于其变化量是可以测定的(等于等温等压过程不做其它公式的热效应) , 具有实际应用的价值 。这样处理,包含着热力学的一个重要思想方法:在一定条件下发生一个热力学过程显现的物理量,可以用某个状态函数的的变化量来度量 。QV=△U、Qp,都是这种思想方法的具体体现 。在随后的讨论中,这种思想方法还将体现 。