焓是热力学中用于描述物质系统能量状态的重要参数,其定义和单位如下:
一、焓的定义
基本定义 焓(H)表示物质热力学性质的一个参数,数值上等于系统内能(U)与压力(p)和体积(V)乘积之和,即:
$$H = U + pV$$
其中,内能U代表系统内部所有能量的总和,pV项表示压力势能。
状态函数特性
焓是状态函数,其值仅取决于系统的初态和终态,与具体过程无关。例如,水的蒸发热在恒压下等于其焓变。
二、焓的单位
国际单位制: 焦耳(J) 常用单位
单位说明:千焦/摩尔表示每摩尔物质在特定条件下的焓变。
三、补充说明
状态参量 焓是状态函数,与温度、压力、体积等状态参数相关,但状态变化仅由初态和终态决定。
应用场景
- 化学反应: 通过测量反应前后的焓差(ΔH)判断反应是否自发; - 工程计算
相关概念
- 比焓(h):
单位质量物质的焓,计算公式为:
$$h = \frac{U}{m} + \frac{p}{\rho}$$
其中m为质量,ρ为密度。
综上,焓是热力学中描述系统能量状态的关键参数,其单位为焦耳(J)或千焦/摩尔(kJ/mol),在化学反应和工程领域有广泛应用。
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