焓与内部能量
出于化学的研究目的,我们将宇宙分为两个作为一个系统和周围。在任何时候,我们感兴趣的部分是系统,其余的都在周围。焓和内部能量是与热力学的第一定律有关的两个概念,它们描述了系统和周围环境中发生的反应。
什么是焓?
当发生反应时,它可能会吸收或进化热,如果在恒定压力下携带反应,则该热称为反应的焓。不能测量分子的焓。因此,测量反应过程中焓的变化。在给定温度和压力下反应的焓变(∆H)是通过从产物焓中减去反应物的焓来获得的。如果该值为负,则反应是放热的。如果值是正的,则据说反应是吸热的。任何一对反应物与产品之间的焓变量与它们之间的路径无关。此外,焓变的取决于反应物的相。例如,当氧气和氢气反应产生水蒸气时,焓变为-483.7 kJ。但是,当相同的反应物反应产生液态水时,焓变为-571.5 kJ。
2H2(g) +o2(G)→2H2o(g);∆H = -483.7 kJ
2H2(g) +o2(G)→2H2o(l);∆H = -571.7 kJ
什么是内部能量?
热量和工作是传递能量的两种方法。在机械过程中,可以将能量从一个地方传递到另一个地方,但总能量是保守的。在化学转化中,适用类似的原理。考虑一种反应,例如甲烷的燃烧。
ch4+ 2 o2→co2+ 2 h2o
如果反应发生在密封的容器中,那么发生的只是释放热量。我们可以使用这种释放的酶进行机械工作,例如运行涡轮机或蒸汽机等。反应产生的能量可以在热量和工作之间进行分配。但是,发现热量的总和和所做的机械工作始终是一个常数。这导致这样的想法是,从反应物到产品中,有一些属性称为内部能量(u)。内部能量的变化表示为∆U。
∆U = q + w;在哪里Q是热,W是完成的工作
内部能量称为状态函数,因为其值取决于系统的状态,而不是系统在该状态下的状态。也就是说,从初始状态“ i”到最终状态“ f”时,u的变化仅取决于在初始和最终状态中u的值。
∆U = uF- 你一世
根据热力学的第一定律,隔离系统的内部能量变化为零。宇宙是一个孤立的系统;因此,宇宙的∆U为零。
焓和内部能量有什么区别? •焓可以在以下等式中显示,其中u是内部能量,p是压力,v是系统的体积。 H = U + PV •因此,内部能量在焓项之内。焓被称为 ∆U = q + w |
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