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物理化学
1.6.3.2 二、恒容热、恒压热与焓( Heat at Constant Volume, Heat at Cons...
二、恒容热、恒压热与焓( Heat at Constant Volume, Heat at Constant Pressure and Enthalpy)

1.恒容热与热力学能

恒容热是指系统进行恒容且无非体积功过程中与环境交换的热量,以符号Qv表示。这里的下标“V”不仅表示过程中体积不变,并且表示无非体积功,即W′=0。

式(2—13)表明,在W′ =0的恒容过程中,封闭系统从环境吸收的热量Qv等于系统热力学能的增量ΔU。由于热力学能是状态函数,它的变化ΔU只决定于系统的始终态,故系统的恒容热Qv也只决定于始终态,与具体途径无关。

对于微小的恒容且无体积功的过程,则有:

2.恒压热与焓

由于U、 p、 V均为系统的状态函数,其四则组合仍应是一个状态函数;由此,在热力学中可定义出一个新的状态函数,称为焓(enthalpy),用符号H表示,即:

可见,新状态函数焓(H)就等于热力学能U加上压力与体积的乘积pV。

对于微小的恒压且无体积功的变化过程则有:

例2—5在100℃及101.325kPa下,1 mol液态水汽化为同温同压下的水蒸气时吸热40.6kJ,试计算此过程的Q、 W、 ΔU和ΔH各是多少?

解:水在373K及101.325kPa下的汽化过程为恒温恒压下的可逆相变过程,于是: