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  • 1 # 小貓式育娃

    【焓和內能一樣只是t的函式】 這是不正確的觀點,只有理想氣體這種特殊系統,內能與焓才僅是溫度的函式,其它任意系統都不僅是溫度的函式,還同時是體積或壓強的函式。 【那這樣定義的意義在哪兒?】 定義焓只是為了表達和計算的方便,不定義焓並不影響我們解決問題,只是會變得複雜一點(凡是出現焓的地方我們就用u+pv代替)。這個問題稍後解釋。 【焓是一種能量嗎?】 焓具有能量的量綱,可以理解為系統某種能量,但它不代表系統任何具體形式的能量,沒有明確物理意義。不像內能那樣代表系統內部的所有(客觀存在的運動)能量(在不涉及電離、激發、化學反應、核反應的過程中也可理解為系統的熱運動動能與勢能之和,內能中的其它部分不變,可不考慮)。 【如果是的話,為什麼熱力學第一定律中考慮的是內能變化而不是焓變?】 對於宏觀靜止系統,系統的全部能量就是內能,對於封閉系統物質的量不變,此時系統和外界能量交換隻存在兩種形式,功和熱量。外界對系統做功與對系統傳熱的總和就等於系統能量的升高,即內能的升高(否則能量不守恆)。這就是熱一律的常見表示式(對於宏觀靜止的封閉系統成立,對於宏觀動能有變化的系統應使用第一定律的更普遍表示式δek+δu=q+w)。 焓與系統本身實際的能量沒有關係,當然不會出現在第一定律的表示式中。 【開放系統的熱一定律卻要考慮焓變也就是多了一個壓力能呢】 熱一定律(即能量轉化與守恆定律的文字表述)只有一個,但對於不同的具體系統,可以有不同數學表示式。(宏觀運動動能變化可以忽略的)開放系統的第一定律表示式是δu=q+w+σ∫μdn,最後一項是由於物質交換引起的內能變化。 我不清楚你說的考慮焓變是什麼意思,還有壓力能不存在這個概念(當然你可以把pv定義為所謂的壓力能,只是給pv起個名稱而已,仍然沒有實際物理意義)。如果你的說法來自於教材請給出具體的表示式和適用條件,以便具體分析。 下面進一步說明定義焓的意義。 一般教材中焓都是在推導定壓熱容的時候引出的,定義焓以後,(不存在非體積功時)定壓熱容cp可以簡單地表達為系統焓對溫度的偏導數(ah/at)p,方便數學分析。 對於無非體積功的等壓過程,很容易證明δh=q,由於h是狀態函式,系統在給定狀態下h一定(前人做了大量的工作,將不同物質在標準態下的焓值編製成熱力學函式表),這樣計算等壓過程熱效應就會變得非常方便(尤其對於化學反應),免去了每發現一個新反應,就要測定反應的熱效應的麻煩(也就是說不必測定只要計算反應前後的焓變就可以準確得知等壓條件下的反應熱了)。 焓本身沒有明確物理意義,但焓變有明確物理意義,就是等壓過程系統的吸熱量。 以下是針對你對樓上網友追問的解答 【熱力學第一定律裡面dq=dw+du 裡面的dw=pdv是做功的表示式 但是焓的定義是h=u+pv 兩邊微分後得到的是dh=du+pdv+vdp ,只有在等壓過程中dp=0的情況下 dh=du+pdv=dq 或者等容情況下dh=du+vdp≥du 也就是說應該恆有dh≥dq 顯然兩個變化不一樣啊。】 dh=du+vdp≥du 是不成立的,v恆正,而dp可以是負的(等容過程中壓強當然可以減少),因而dh和du不能說哪個一定大(但h恆大於u)。所以恆有dh≥dq 也就不成立了。

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