热化学历史 热化学历史
以下热化学历史的书面材料由边肖为大家收集出版。让我们快速看看他们!
焓是热力学系统中的一个能量参数。
这些规定用字母h表示,这个字母来自英语单词热容量。
此外,在化学和技术文献中,摩尔焓Hm和特殊焓h也很重要,它们用物质量n和物质质量m来描述焓的定义。
焓是内能和体积的勒壤得转换。
它是SpN的总热势能。
在介绍焓之前,我们需要了解分子热运动、热力学能量和热力学第一定律:1827年,英国植物学家布朗把非常细的花粉放在水面上,用显微镜观察,发现花粉在水面上不停地运动,其轨迹极其不规则。
起初人们以为是外界的影响,比如振动或液体对流等。,但实验证明,这种运动的原因不是外界,而是液体内部。
原来,花粉在水面上的运动是水分子向四面八方撞击造成的。
因此,这种运动被称为布朗运动,它表明液体分子在不断地做不规则运动。
从实验中可以看出,随着温度的升高,布朗运动越来越强烈。
这意味着分子的不规则运动与温度有关,温度越高,分子的不规则运动越剧烈。
因为分子的不规则运动与温度有关,所以通常称之为分子的热运动。
在热力学中,分子、原子和离子在做热运动时遵循相同的规律,所以统称为分子。
由于组成物体的分子不规则运动,像所有运动的物体一样,做热运动的分子也有动能。
单个分子的运动现象是偶然的,但从大量分子整体来看,在一定条件下,它们遵循一定的统计规律,与热运动有关的宏观量——温度,是大量分子热运动的统计平均值。
分子的动能与温度有关。温度越高,分子平均动能越大,反之越小。
因此,从分子动力学理论的角度来看,温度是物体分子热运动平均动能的标志。
分子之间存在相互作用力,即化学中的分子间力。
分子间力是分子吸引和排斥的合力。有一个距离r0,使得吸引力等于排斥力。在这个位置,分子间力为零。
分子引力和斥力都随着分子间距的减小而增大,但斥力变化很大,所以当分子间距大于r0时,表现为引力,小于r0时,表现为斥力。
因为分子之间存在相互作用力,分子具有由其相对位置决定的势能,称为分子势能。
分子势能类似于弹簧弹性势能。
当物体的体积发生变化时,分子之间的距离也发生变化,所以分子势能与物体的体积有关。
原则
热运动中物体中所有分子的动能和分子势能之和称为物体的热力学能,也称为内能。
热力学能和动能、势能一样,都是物体的状态量。
我们初中学过,改变物体内能有两种方式:做功和传热。
如果一个物体不与外界进行热交换,即既不吸热也不放热,那么外界所做的功等于其热力学能量的增量:δ U1 = W如果物体对外做功,W为负,热力学能量的增量δ U1也为负,说明热力学能量减少。
如果外界对物体和外界都不做功,那么物体吸收的热量等于其热力学能量增量:δ U2 = q如果物体放热,Q为负,热力学能量增量δ U2也为负,说明热力学能量减少。
一般来说,如果一个物体和外界同时做功和传热,物体的热力学能量增量等于外界做功加上物体从外界吸收的热量,即δ u = δ u1+δ U2 =Q+W,因为热力学能量u是状态量,δ u = δ u最终状态-δ u初始状态=Q+W,以上公式是热力学第一定律的表达式。
化学反应是在一定条件下进行的,其中定容恒压是最常见也是最重要的。
密闭容器中的化学反应是一个定容过程。
因为系统体积不变,只做体积功,W=0。代入热定律表达式,我们得到:δ u = q,说明定容过程的热量等于系统热力学能量的变化,也就是说,只要确定了过程的定容特性和体积功,Q只取决于系统的初始和最终状态。
敞口容器中的化学反应是一个恒压过程。
恒压是指系统的压力P等于环境压力P并保持不变,即p=p =常数。
因为过程是恒压的,只做体积功,W = W volume =-pExternal =-其中W是外界对系统所做的功,所以系统的外功为负。
压力的变化乘以体积就是系统的外部功,可以理解为p=F/S,V=Sh,∴Fh=pV.
代入热定律的表达式,q =δU-w = U2-u1+=-因为U+pV是状态函数的组合,所以定义为新的状态函数-焓,用符号h表示,所以上面的公式可以改成:q = H2-h1 = δ h,表示恒压过程中的热量等于系统焓的变化,也就是说只要确定了过程的恒压和焓,
焓的物理意义可以理解为在恒压和体积功的特殊条件下,Q =δH,即反应的热变化。
因为只有在这些条件下,焓才能表现出它的特性。
比如物质在恒压下加热,物质吸热后温度升高,δ H > 0,所以物质在高温下的焓大于低温下的焓。
又如对于恒压下的放热化学反应,ΔH
文章评论