焓和内能一样只是T的函数,那这样定义的意义在哪儿?焓是一种能量吗?如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/09 18:31:21
焓和内能一样只是T的函数,那这样定义的意义在哪儿?焓是一种能量吗?如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压

焓和内能一样只是T的函数,那这样定义的意义在哪儿?焓是一种能量吗?如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压
焓和内能一样只是T的函数,那这样定义的意义在哪儿?焓是一种能量吗?如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压力能呢?

焓和内能一样只是T的函数,那这样定义的意义在哪儿?焓是一种能量吗?如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压
楼上两位说的都不错,不过仍不很准确(有些地方还存在比较严重的概念错误,这里就不一一指明了).下面针对你的问题逐条解析.
【焓和内能一样只是T的函数】
这是不正确的观点,只有理想气体这种特殊系统,内能与焓才仅是温度的函数,其它任意系统都不仅是温度的函数,还同时是体积或压强的函数.
【那这样定义的意义在哪儿?】
定义焓只是为了表达和计算的方便,不定义焓并不影响我们解决问题,只是会变得复杂一点(凡是出现焓的地方我们就用U+pV代替).这个问题稍后解释.
【焓是一种能量吗?】
焓具有能量的量纲,可以理解为系统某种能量,但它不代表系统任何具体形式的能量,没有明确物理意义.不像内能那样代表系统内部的所有(客观存在的运动)能量(在不涉及电离、激发、化学反应、核反应的过程中也可理解为系统的热运动动能与势能之和,内能中的其它部分不变,可不考虑).
【如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?】
对于宏观静止系统,系统的全部能量就是内能,对于封闭系统物质的量不变,此时系统和外界能量交换只存在两种形式,功和热量.外界对系统做功与对系统传热的总和就等于系统能量的升高,即内能的升高(否则能量不守恒).这就是热一律的常见表达式(对于宏观静止的封闭系统成立,对于宏观动能有变化的系统应使用第一定律的更普遍表达式ΔEk+ΔU=Q+W).
焓与系统本身实际的能量没有关系,当然不会出现在第一定律的表达式中.
【开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压力能呢】
热一定律(即能量转化与守恒定律的文字表述)只有一个,但对于不同的具体系统,可以有不同数学表达式.(宏观运动动能变化可以忽略的)开放系统的第一定律表达式是ΔU=Q+W+Σ∫μdn,最后一项是由于物质交换引起的内能变化.
我不清楚你说的考虑焓变是什么意思,还有压力能不存在这个概念(当然你可以把pV定义为所谓的压力能,只是给pV起个名称而已,仍然没有实际物理意义).如果你的说法来自于教材请给出具体的表达式和适用条件,以便具体分析.
下面进一步说明定义焓的意义.
一般教材中焓都是在推导定压热容的时候引出的,定义焓以后,(不存在非体积功时)定压热容Cp可以简单地表达为系统焓对温度的偏导数(aH/aT)p,方便数学分析.
对于无非体积功的等压过程,很容易证明ΔH=Q,由于H是状态函数,系统在给定状态下H一定(前人做了大量的工作,将不同物质在标准态下的焓值编制成热力学函数表),这样计算等压过程热效应就会变得非常方便(尤其对于化学反应),免去了每发现一个新反应,就要测定反应的热效应的麻烦(也就是说不必测定只要计算反应前后的焓变就可以准确得知等压条件下的反应热了).
焓本身没有明确物理意义,但焓变有明确物理意义,就是等压过程系统的吸热量.
以下是针对你对楼上网友追问的解答
【热力学第一定律里面dQ=dW+dU 里面的dW=pdV是做功的表达式 但是焓的定义是H=U+PV 两边微分后得到的是dH=dU+pdV+vdP ,只有在等压过程中dP=0的情况下 dH=dU+pdV=dQ 或者等容情况下dH=dU+vdP≥dU 也就是说应该恒有dH≥dQ 显然两个变化不一样啊.】
dH=dU+vdP≥dU 是不成立的,V恒正,而dp可以是负的(等容过程中压强当然可以减少),因而dH和dU不能说哪个一定大(但H恒大于U).所以恒有dH≥dQ 也就不成立了.
如有不明欢迎追问.

焓和内能一样只是T的函数,那这样定义的意义在哪儿?焓是一种能量吗?如果是的话,为什么热力学第一定律中考虑的是内能变化而不是焓变?开放系统的热一定律却要考虑焓变也就是多了一个压 一个热力学疑问首先对于理想气体来说,内能只是T的函数,即U=U(T) 其次,内能是广延量,具有可加和性.那么,设想两个系统A和B,A和B的温度相同,但是B的体积是A的二倍.因为内能只是T的函数,那么A 理想气体的内能和焓只是温度的单 值函数.热容 C=δQ/dT 物理内能的定义 求内能的定义 内能的定义 内能和机械能的定义和计算公式? 内能的定义是什么?怎样能改变内能?物体吸热和放热时内能改不改变? C语言中函数类型与函数定义的区别?那函数原型和函数定义的区别呢? .函数和映射的定义不是一样的吗,为什么又说函数是特殊的映射? 平均速率等于瞬时速率吗?速率是和平均速率的定义一样还是很瞬时速率的定义一样啊?(不用解释太多,只是 高中数学复合函数到底是什么高一第二节课函数的定义学的具体的定义和式子以及特殊关系 注意事项什么f(x)和f(t)解释一下书上只是提了一句 氢气和氧气生生液态水的反应,反应焓变跟内能变化一样吗? 几个热力学公式,内能既为状态函数,所以决定内能的变数和决定状态的变数一样多.对于简单的体系(例如,只含有一种化合物的单相体系),经验证明,在P、V、T中任选两个独立变数,再加上物质的 0度的水和冰的内能哪个大?内能的定义是分子间势能加分子动能.水的密度大,所以势能比较低,由于温度一样平均动能相同,所以冰的内能比较大,如何解释冰溶化成水要吸热,从而应该水的内能 离型纸,轻离型.重离型的定义?如果一个胶带很容易脱离它的离型纸.那我们应该是说这个离型力很轻,那这个离型只是轻离型纸.这样说对不对? 级数就是把函数分解成可列个函数的和,这样定义对吗? 0℃的水和0℃的冰的内能大小是()A.冰的内能一定小于水的内能B.水的内能一定小于冰的内能C.如果质量一样,内能是一样的D.如果质量一样,冰的内能小于水的内能