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大学普通化学中焓(H)与吸放热(Q)的区别

发布时间:2026-02-26 00:49:24文章类型:原创文章
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大学普通化学中焓(H)与吸放热(Q)的区别

焓(H)是状态函数,其变化量与变化的途径无关,一个化学反应无论是一步完成还是分多步完成,反应的焓变都是一样的。

热(Q)不是状态函数,其变化量与变化的途径有关。

这就是热与焓较好主要的区别。

在恒压容器或敞口容器中进行的化学反应,并且体系对外只做体积功而不对外做非体积功时,其焓变在数值上等于恒压反应热Qp(p是下标,下同),但是意义上不相等:焓是状态函数,热不是状态函数。

体积功就是体系因体积改变对外做的功,为负值,体积功W = - F·s,而F是压力,是压强与接触面积的乘积,即F = pS,所以体积功W = - p·S·s,而s是移动的距离,S是接触面积,因此S·s = ΔV,即体积的变化量,因此体积功可以写成W = - p·ΔV,根据热力学排名较好定律,ΔU = Q + W,此时Q是恒压反应热,即Q=Qp,W是体积功 ,即W = -p·ΔV,因此恒压反应的热力学能变化量为:ΔU = Qp - p·ΔV,整理得:Qp = ΔU + p·ΔV,现定义一个新的函数——焓,它的表达式为H = U + pV,则 ΔH = Δ[U + (pV)],由于恒压,故p为定值,所以按照与微分相同的法则得到ΔH = ΔU + p·ΔV,因此化学反应的焓变在数值上等于恒压反应热Qp。

焓只是一个人为定义的状态函数,如果压强p是变量,则按照与微分相同的法则可以得到:ΔH = Δ[U + (pV)] = ΔU + Δ(pV) = ΔU + V·Δp + p·ΔV,其中V·Δp只表示压强的变化对焓变的影响,p·ΔV 也不是体积功,因此焓并没有明确的物理意义,它的相对值与热力学能U一样无法直接测定,但是焓的变化量ΔH是可以通过实验测得的,因为恒压条件下,它在数值上等于化学反应的反应热Qp,即Qp = ΔH。

化学反应的恒容反应热(Qv)在数值上等于体系的热力学能变,即Qv = ΔU,因为恒容条件下,体系体积不改变,即ΔV=0,所以体积功W = -p·ΔV = 0,因此ΔU = Qv + W = Qv - p·ΔV = Qp - 0 = Qv.

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