熵和焓的理解

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解读“焓”与“熵”

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编年史 @ 制冷原理
曹小军 2014-6-7
以生成物的焓小于反应物的焓。 2. 如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时物体内能的增加（或减少)量△U 就等于外界吸收（或对外界放出）热量 Q 的数值，即△U=Q。 3. 在做功和热传递同时存在的过程中，物体内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下，物体内能的增量△U 就等于从外界吸收的热量 Q 和对外界做功 W 之和。即△U=W+Q 能量守恒定律：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移和转化的过程中，能量的总量不变。能量的多样性：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。不同形式的能量转化： “摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。。。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的。能量守恒的意义： 1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量守恒。 2. 能量守恒定律是 19 世纪自然科学中三大发现之一，也庄重宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。 3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。第一类永动机不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。其不可能存在，因为违背的能量守恒定律。热力学第二定律热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述：热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。熵表述：随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。——“熵”的引入熵在热力学中是表征物质状态的参量之一，通常用符号 S 表示。在经典热力学中，可用增量定义为 dS=(dQ/T)，式中 T 为物质的热力学温度；dQ 为熵增过程中加入物质的热量。有了熵的概念，热力学第二定律可以从数学上表述为熵增加原理，他揭示了自然界中这样的一个事实：在一个可逆的过程中，系统的熵越大，就越接近平衡状态，虽然此间能量的数量不变，但可供利用或者是转化的能量却是越来越少。意义：在可逆微变化过程中，熵的变化等于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。在不可逆微变化过程中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理，熵的增加就意味着有效能量的减少，一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。就这样，热力学第一定律阐明了热在转化过程中各种能量总是保持不变的规律，熵增加原理则定量地揭示出宏观过程的方向性和限度，两个定律相互交织，构成了一幅完整的图画，使人们对热现象的能量转化过程的基本特征有了全面的认识。关系

高中物理热力学问题中的焓和熵的概念及计算

高中物理热力学问题中的焓和熵的概念及计算热力学是物理学中的一个重要分支，它研究的是物质的热现象和能量转化。

在高中物理课程中，热力学是一个重要的内容，其中焓和熵是两个基本概念。

本文将重点介绍焓和熵的概念及计算方法，并通过具体题目的分析和解答来帮助高中学生更好地理解和应用这些概念。

一、焓的概念及计算焓是热力学中的一个重要物理量，它表示系统在恒压条件下的内能和对外做功的总和。

在化学反应和热力学过程中，焓的变化可以帮助我们判断反应的放热或吸热性质。

焓的计算公式为：H = U + PV其中，H表示焓，U表示内能，P表示压强，V表示体积。

焓的单位是焦耳（J）。

例如，某个系统的内能为1000J，压强为2Pa，体积为0.5m³。

那么这个系统的焓为多少？根据焓的计算公式，我们可以得到：H = U + PV = 1000J + 2Pa × 0.5m³ = 1000J+ 1J = 1001J因此，这个系统的焓为1001焦耳。

二、熵的概念及计算熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，也是一个衡量系统混乱程度的指标。

熵的增加表示系统的无序程度增加，熵的减少表示系统的有序程度增加。

熵的计算公式为：ΔS = Q/T其中，ΔS表示熵的变化量，Q表示系统吸收或释放的热量，T表示温度。

熵的单位是焦耳/开尔文（J/K）。

例如，某个系统吸收了500J的热量，温度为300K。

那么这个系统的熵变是多少？根据熵的计算公式，我们可以得到：ΔS = Q/T = 500J / 300K = 1.67 J/K因此，这个系统的熵变为1.67焦耳/开尔文。

三、题目分析与解答下面我们通过具体的题目来进一步说明焓和熵的应用。

题目一：某个物体的焓变为300J，压强为1Pa，体积为0.2m³。

求该物体的内能变化量。

解答：根据焓的计算公式，我们可以得到：H = U + PV将已知数据代入公式，可得：300J = U + 1Pa × 0.2m³解方程，可得：U = 300J - 0.2J = 299.8J因此，该物体的内能变化量为299.8焦耳。

熵焓自由能

熵焓自由能This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020熵、焓、自由能熵.熵：热量与温度之商乘坐熵，记作S。

S = Q / T .熵变; 熵的变化量称为熵变，记作ΔSΔS = ΔQ / T .Q 为系统吸收的热量，T为系统的温度。

熵变等于系统从热源吸收的热量与系统的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。

熵表示热量转化为功的程度，也表示系统中的无序程度，1、熵越大，其做功能力下降，无序程度增加。

2、熵是表示物质系统状态的一个物理量，它表示该状态可能出现的程度。

、3、孤立体系（即绝热体系）中实际发生的过程必然要使它的熵增加。

4、对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零.：有两种表述形式。

表述1：不可能用有限个手段和程序使一个物体冷却到绝对温度零度。

表述2：一切纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。

标准熵：1 mol物质在下所计算出的熵值，称标准摩尔熵，简称标准熵。

用ST q表示，单位：J·mol-1 ·K－1熵的规律：(1) 同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵； ST q(g) > ST q(l) > ST q(s)S q H2O (g) > H2O (l) > H2O (s)(2) 相同组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大；S q O2 (g) < S q O3 (g)S q NO (g) < S q NO2 (g) < S q N2O4 (g)S q CH2=CH2 (g) < S q CH3-CH3 (g)(3) 相同元素的原子组成的分子中，分子量越大,熵值越大；S q CH3Cl(g) < S q CH2Cl2 (g) < S q CHCl3(g)(4) 同一类物质，越大，结构越复杂，熵值越大；S qCuSO4(s) < S qCuSO4·H2O(s) < SqCuSO4·3H2O(s) < SqCuSO4·5H2O (s)S qF2(g) < S qCl2(g) < S qBr2(g) < SqI2 (g)(5) 固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少。

焓&熵

焓enthalpy为了引出焓这个概念，我们先讨论恒容和恒压过程的热效应。

对于一个封闭体系，△U=Q-W，封闭体系，恒容变化（不做体积功），且不做非体积功时，△U=Q，即封闭系、恒容、W'=0时，△U=Q v（Q v为恒容热效应），dU=δQ v。

上式是热力学中常用的一个公式，使用此公式时，一定要满足前面的条件，请大家注意，在热力学中用公式必须满足条件。

在化学中，我们更关心恒压过程，因为化学效应一般是在恒压条件下进行的。

封闭体系、恒压时，△U=Q p-W，若W'=0,则Q p=△U+W=△U+P e△V=U2-U1+（P e V2-P e V1）,因恒压P e=P1=P2，则Q p=（U2+P2V2）-（U1+P1V1），为了数学表达的方便，引进一个物理量，焓：H=U+PV，这里要说明一下，焓在这里无明确的物理意义，可以理解为，为了表达方便，专门设为一个符号，H即U+PV，之所以要提出焓这一物理量，是因为U+PV经常会用到，所以专门用一个符号来代替它。

则上式 Qp=H2-H1=△H。

∴封闭体系、恒压、W'=0时, Qp=△H，dH=δQ p。

这里要特别说明的是，H是状态系数，因为U、P、V都是状态系数，状态确定，U、P、V都是一定值，当然H也是确定值，也就是说从始态→终态，所有途径的△H都是的一样的，也就是说，在计算△H时，可以设计一条方便计算得途径。

焓是热力学的基本概念之一，以后经常要用到。

总的来说，封闭体系不做非体积功时的过程，内能变化可以通过测定恒容热效应来求，焓变可以通过测恒压热效应求得。

焓焓(enthalpy)，符号H，是一个系统的热力学参数。

物理意义：⑴H=U+pV 焓=流动内能+推动功⑵焓表示流动工质所具有的能量中，取决于热力状态的那部分能量定义一个系统内:H = U + pV式子中"H"为焓，U为系统内能，p为其压强，V则为体积。

对于在大气内进行的化学反应，压强一般保持常值，则有ΔH = ΔU + pΔV规定放热反应的焓取负值。

焓与熵的定义

焓与熵的定义引言焓和熵是热力学中两个重要的概念。

它们描述了物质在热力学过程中的性质和变化。

本文将对焓和熵的定义进行全面详细、完整且深入的阐述，以便更好地理解和应用这些概念。

焓的定义焓（enthalpy）是热力学中一个重要的状态函数，通常用符号H表示。

焓可以理解为系统的内能和对外界做功之间的关系。

焓的定义如下：H = U + PV其中，H表示焓，U表示系统的内能，P表示系统的压强，V表示系统的体积。

焓的单位通常是焦耳（J）或卡路里（cal）。

焓的定义可以通过对焓的微分形式进行推导得到：dH = dU + PdV + VdP根据热力学第一定律，系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外界做的功之和：dU = δQ - δW将上式代入焓的微分形式中，可以得到焓的微分形式表达式：dH = δQ - δW + PdV + VdP根据热力学第二定律，对于可逆过程，系统的熵变可以表示为：δQ = TdS将上式代入焓的微分形式中，可以得到焓的微分形式的另一种表达式：dH = TdS - δW + PdV + VdP通过以上推导，我们可以看出焓的定义与系统的内能、压强、体积和熵之间有着密切的关系。

熵的定义熵（entropy）是热力学中一个重要的状态函数，通常用符号S表示。

熵可以理解为系统的混乱程度或无序程度。

熵的定义如下：S = k ln W其中，S表示熵，k表示玻尔兹曼常数，W表示系统的微观状态数。

熵的单位通常是焦耳/开尔文（J/K）或卡路里/开尔文（cal/K）。

熵的定义可以通过对熵的微分形式进行推导得到：dS = δQ / T其中，dS表示熵的微分，δQ表示系统吸收的热量，T表示系统的温度。

根据热力学第二定律，对于可逆过程，可以得到：dS = dQ / T通过以上推导，我们可以看出熵的定义与系统吸收的热量和温度之间有着密切的关系。

焓与熵的关系焓和熵之间存在着一定的关系。

根据焓和熵的定义，可以得到焓和熵的关系式如下：dH = TdS + VdP上式表明，在恒温恒压条件下，焓的变化等于系统吸收的热量与温度的乘积，再加上系统的体积和压强的乘积。

化工热力学的名词解释

化工热力学的名词解释引言：化工热力学是化学工程中非常重要的一门学科，它研究的是化学反应过程中的能量转化、传递和平衡等热力学原理与方法。

以下将对化工热力学中的一些关键名词进行解释，帮助读者更好地理解和应用这些概念。

一、焓（Enthalpy）：焓是化工热力学中一个非常重要的量，它表示系统的内能和对外界做的功之间的总和。

焓的变化是化学反应或物质相变等过程中的重要参量。

在常温常压下，焓通常使用标准焓表示，记为ΔH°。

通过计算物质的吸热或放热量，可以用来确定反应的热效应。

二、熵（Entropy）：熵是表示系统无序程度或混乱程度的物理量。

化工热力学中的熵是指系统能量的一种度量，常用符号为S。

熵的变化是系统在吸热或放热过程中的重要参量。

熵增定律是指孤立系统熵总是增加的规律，可用来描述自然界中的很多过程。

三、自由能（Free Energy）：自由能是一个系统在恒定温度下能做的最大可逆功的最大减值。

它是描述系统在恒定温度和压力下它达到一个平衡状态的程度的一个非常重要的物理量。

自由能的变化可用来预测反应是否会自发进行以及反应的方向。

四、热力学平衡（Thermodynamic Equilibrium）：热力学平衡是指系统的各种宏观性质在连续不断的时间变化之后趋于稳定的状态。

对于化学反应的热力学平衡，反应物和生成物的浓度或物相的比例保持不变，且反应速率达到一种动态平衡，正反应速率相等。

热力学平衡状态是实现可持续化学反应的重要条件。

五、化学势（Chemical Potential）：化学势是描述物质在一定温度、压力和组分条件下的自由能变化的关键物理量。

化学势的变化可以预测化学反应的趋势以及化学平衡的位置。

通过研究化学势的变化可以探索最佳反应条件和反应过程的优化。

六、热容（Heat Capacity）：热容是指系统在吸收或释放一定量热量时温度变化的情况。

它是描述物质对热能的存储和释放能力的物理量。

热容可以分为等压热容和等容热容，分别对应恒定压力和恒定体积条件下的热容。

熵和焓关系公式自发坐标

熵和焓关系公式自发坐标熵和焓是热力学的重要概念，它们之间存在一定的关系。

在自发坐标下，这种关系可以通过一些热力学公式来描述。

熵是描述系统混乱程度的量度，也可以理解为系统的无序程度。

熵的定义可以通过热力学第二定律来推导，根据这个定律，一个孤立系统的熵不会减少，只能增加或保持不变。

熵的变化可以用下面的公式表示：ΔS=∫(dQ/T),其中ΔS表示熵的变化，dQ表示系统中传热的微小量，而T表示系统的温度。

这个公式的意义是，熵的增加是由系统吸收的热量以及温度产生的。

而焓是一个系统的能量的一种度量。

在自发坐标下，焓变化可以通过下面的公式来描述：ΔH=ΔU+PΔV,其中ΔH表示焓变化，ΔU表示内能的变化，P表示系统的压力，ΔV 表示体积的变化。

这个公式的意义是，焓的变化是由于内能的变化以及体积对系统的压力产生的。

在自发坐标下，熵和焓的关系可以通过以下公式来表示：dS=(1/T)dQ+P/TdV,其中dS表示熵的微小变化，dQ表示传热的微小量，T表示系统的温度，P表示系统的压力，dV表示体积的微小变化。

利用梅森方程，可以将上述公式变形为：dH=TdS+VdP,其中dH表示焓的微小变化，和dS是一样的定义，而V表示体积，P表示压力。

这个关系是非常重要的，它揭示了熵和焓之间的相互关系。

当系统发生温度或压力变化时，熵和焓的值也会发生变化，而这个关系可以帮助我们理解系统的热力学性质。

需要注意的是，上述公式只适用于自发坐标下的系统。

自发坐标是指系统中熵和焓的变化是由系统内部的热交换和体积变化引起的。

如果系统不处于自发坐标下，则上述关系不成立。

总结起来，熵和焓是热力学中重要的概念，它们之间存在一定的关系。

在自发坐标下，熵和焓的关系可以用前面提到的公式来表示。

这个关系对理解系统的热力学性质非常有帮助。

熵和焓是什么？有什么区别？焓变与熵变又是什么？怎么计算？

熵和焓是什么？有什么区别？焓变与熵变又是什么？怎么计算？1.熵与焓是什么？熵是描述物质混乱程度的物理量，用符号S来表示，单位是J/（mol·K)焓也是物质的一种物理量，跟内能有点关系，但又不是内能，是在做一些计算时，人为引入的一个物理量。

用符号H来表示，单位是kJ/mol。

焓值与内能的关系可以用一个公式表示：H=U+pV（U是内能，p是压强，V是体积）但是在高中可以把焓简单认为是物质的内能。

由此可见，熵是对物质混乱程度的描述，而焓是有关“内能”的物理量，区别还是很大的。

2.熵的大小比较与熵变熵值的大小关系：物质越混乱熵值越大，对于同一种物质，熵值大小关系是气态＞液态>固态；在一个化学反应中，由固态变成液态或者气态，或者由液态变成气态，以及气态分子数由少变多的等过程熵的值都会增加。

至于熵值是如何得出来的，一般可以根据实验数据、按一定规律计算，也可以按统计力学方法计算，方法较为复杂，这里暂时不做探讨。

如果想要知道具体某个物质的熵值是多少，如果是常见的物质，可以直接通过查询标准熵值表得到，这些熵值是科学家们通过实验和计算得到的，可以自行搜索。

在一个化学反应中，从反应物变为生成物的过程中，熵的值是会发生变化的，这个变化的值我们称为“熵变”，用生成物的熵减去反应物的熵来得到，公式如下：熵变这个公式既是熵变的定义，也能直接用于计算熵变的具体值，只要查询熵值表找到生成物与反应物的熵值就能进行计算。

注意，熵值增大，熵变为正值，熵值减小，熵变为负值。

3.焓的大小比较与焓变焓值的大小关系：一般内能越高，焓值越大，但是一种物质的内能是无法直接测定的，也就无法得到焓值的具体数值。

但是我们可以通过实验或者计算比较一个化学变化中生成物与反应物的焓值的差值，这样的差值我们称作“焓变”，公式如下：焓变注意，这个公式是焓变的定义公式，但是无法用它计算焓变的具体值，因为反应物和生成物的焓值是无法得到的。

那么如何得到某个反应焓变的具体值呢，一个方法就是在恒压的环境中，实验测定该化学反应释放或吸收的热量（注意要求释放出的能量只做体积功，不做非体积功），而这个热量就是焓变的绝对值。

关于焓和熵的理解

关于焓和熵的理解熵：物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。

表示物质系统状态的一个物理量(记为S)，它表示该状态可能出现的程度。

在热力学中，是用以说明热学过程不可逆性的一个比较抽象的物理量。

孤立体系中实际发生的过程必然要使它的熵增加。

熵的单位就是焦耳每开尔文，即J/K。

熵是热力系内微观粒子无序度的一个量度，熵的变化可以判断热力过程是否为可逆过程。

（可逆过程熵不）热力学能与动能、势能一样，是物体的一个状态量。

能可以转化为功，能量守恒定律宣称，宇宙中的能量必须永远保持相同的值。

那么，能够把能量无止境地转化为功吗？既然能量不灭，那么它是否可以一次又一次地转变为功？1824年，法国物理学家卡诺证明：为了作功，在一个系统中热能必须非均匀地分布，系统中某一部分热能的密集程度必须大于平均值，另一部分则小于平均值，所能荼得的功的数量妈决于这种密集程度之差。

在作功的同时，这种差异也在减小。

当能量均匀分布时，就不能再作功了，尽管此时所有的能量依然还存在着。

德国物理学家克劳修斯重新审查了卡诺的工作，根据热传导总是从高温到低温而不能反过来这一事实，在1850年的论文中提出：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

这就是热力学第二定律，能量守恒则是热力学第一定律。

1854年，克劳修斯找出了热与温度之间的某一种确定产关系，他证明当能量密集程度的差异减小时，这种关系在数值上总在增加，由于某种原因，他在1856年的论文中将这一关系式称作“熵”（entropy),entropy一诩源于希腊语，本意是“弄清”或“查明”，但是这与克劳修斯所谈话的内容似乎没有什么联系。

热力学第二定律宣布宇宙的熵永远在增加着。

然而，随着类星体以及宇宙中其他神秘能源的发现，天文学家们现在已经在怀疑：热力学第二定律是否果真在任何地方任何条件下都成立熵与温度、压力、焓等一样，也是反映物质内部状态的一个物理量。

它不能直接用仪表测量，只能推算出来，所以比较抽象。

焓和熵的介绍

焓(enthalpy)，符号H，是一个系统的热力学参数。

定义一个系统内: H = U + pV 式子中"H"为焓，U为系统内能，p为其压强，V则为体积。

焓不是能量,仅具有能量的量纲,它没有明确的物理意义。

焓有下述一些特性: 焓的绝对值无法求得,使用配分函数求出的焓值也不是绝对值。

焓是系统的容量性质,与系统内物质的数量成正比。

焓是一个状态函数,也就是说,系统的状态一定,焓是值就定了。

单位质量的物质所含有的热量叫作焓. "系统的状态一定,焓值也确定了。

" 焓是代表流动工质沿着流动方向往前方传递的总能量（内能、推动功、动能、势能）中，直接取决于热力状态的那部分能量。

举例：单位时间内锅炉主蒸汽的热焓-（锅炉给水的热焓+排污水的热焓）/单位时间内进炉煤的低位发热值，就是锅炉的效率啊。

引用焓的概念，可使热工计算大为简单，对借助于图解法来研究工质的热力过程更为方便。

熵的说明：热量是工质与外界存在温差时所传递的能量，则温度T是传热的推动力，只要工质与外界有微小的温差就能传热，于是相应地也应有某一状态参数的变化来标志有无传热，这个状态参数定名为熵。

根据熵的变化，可以判断工质在可逆过程中是吸热、放热，还是绝热。

熵的更重要的作用是用以恒量过程的不可逆程度。

如：蒸汽经过节流孔板，喷嘴等处可以理解为等熵绝热过程的。

焓是单位物质所含能量的多少！汽轮机中就是一个焓降的过程，焓降的过程就是对外做功的过程！实际上，哪怕效率非常高的机组，焓降也不会很高，我们为什么不能让焓降更大呢？这就引出了熵，霍金语：“熵是一种新的世界观” 熵的多少代表了我们利用这些能量所需要付出代价的多少。

焓降的过程伴随着熵增，当焓降到一定程度，熵会增到一定程度，也就说我们利用这些能所需要的代价越来越高，熵增到一定程度，需要付出的代价已经不划算利用这些能源了！熵是一种代价，它决定了我们不能靠能量守恒定律而尽情挥霍能源。

举例，同样参数的汽轮机，背压机组能发电20-30MW，凝气机组能发电100MW，因为我们建立了真空，付出了循环水的“代价”熵描述热力学系统的重要态函数之一。

化学热力学：焓熵和自由能

化学热力学：焓熵和自由能化学热力学：焓、熵和自由能热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科。

在热力学中，焓、熵和自由能是重要的概念。

本文将介绍焓、熵和自由能的定义、计算以及在化学反应中的应用。

一、焓（Enthalpy）焓是热力学中的一个重要量，通常用H表示。

焓的定义为系统的内能与系统所施加的外界压力乘积之和。

焓的单位是焦耳（J）或卡路里（cal）。

在恒压条件下，焓变表示为ΔH。

当ΔH为正值时，表示反应吸热，即吸收热能；当ΔH为负值时，表示反应放热，即释放热能。

焓变的计算可以利用反应前后的反应物和产物的摩尔数与焓变的标准摩尔焓变之间的关系进行。

二、熵（Entropy）熵是系统的无序程度的度量，通常用S表示。

熵的定义为系统所处的状态的无序性程度。

熵的单位是焦耳/开尔文（J/K）。

熵的增加表示系统的无序程度增加，反之则减小。

在化学反应中，根据熵的变化可以判断反应的趋向性。

当ΔS为正值时，表示反应是自发进行的；当ΔS为负值时，表示反应是不可逆进行的；当ΔS等于零时，表示反应处于平衡状态。

三、自由能（Free Energy）自由能是描述系统能量可利用性的指标。

通常用G表示。

自由能的定义为系统的焓减去系统的熵与温度的乘积，即G = H - TS。

根据自由能的定义，可以得出系统的自由能变化关系为ΔG = ΔH - TΔS。

当ΔG为负值时，表示反应是自发进行的；当ΔG为正值时，表示反应是不可逆进行的；当ΔG等于零时，表示反应处于平衡状态。

四、焓熵图焓熵图是研究热力学反应趋势的常用工具。

焓熵图将焓变与熵变的数值表示在坐标轴上，通过分析焓熵图可以判断反应的自发性。

在焓熵图中，焓变为横轴，熵变为纵轴。

对于一定温度下的反应，焓变为正值时，熵变为负值时，反应处于不可逆状态，即反应不会自发进行；焓变为负值时，熵变为正值时，反应处于自发状态，即反应会自发进行；焓变和熵变在同一侧时，反应的自发性取决于温度。

五、化学反应中的焓、熵和自由能焓、熵和自由能在化学反应中的应用非常广泛。

化学热力学的基本概念

化学热力学的基本概念化学热力学是研究化学反应中能量转化和热效应的科学，它研究的是物质的能量变化和反应过程中产生的热量。

在化学反应中，反应物与生成物之间的能量变化对于了解反应的性质和趋势具有重要意义。

本文将介绍化学热力学的基本概念，包括焓、熵和自由能的定义和计算方法，以及它们在化学反应中的应用。

1. 焓（enthalpy）焓是热力学中表示系统的能量的物理量，常用于描述化学反应中热效应的大小。

焓的符号是H，单位是焦耳（J）。

在化学反应中，焓的变化可以用来判断反应是吸热反应还是放热反应。

2. 熵（entropy）熵是热力学中表示系统混乱程度的物理量，也是描述热平衡和反应趋势的重要参数。

熵的符号是S，单位是焦耳/摄氏度（J/K）。

熵的增加意味着系统的混乱程度增加，而熵的减少则表示系统的有序性增加。

3. 自由能（free energy）自由能是热力学中用于描述系统能量变化和可能性的重要概念。

自由能的符号是G，单位是焦耳（J）。

自由能的变化可以用来判断反应的进行方向和可逆性。

其中，焓、熵和自由能之间的关系由吉布斯自由能方程给出：ΔG = ΔH - TΔS其中，ΔG表示系统自由能变化，ΔH表示焓变化，ΔS表示熵变化，T表示温度。

吉布斯自由能方程是化学热力学中最基本的方程之一，它将焓、熵和温度联系在一起，描述了化学反应的驱动力和可逆性。

化学热力学的基本概念在化学工程、材料科学和生物化学等领域具有广泛应用。

通过了解和掌握热力学的基本概念，我们可以预测和优化化学反应过程，改善工艺条件，提高产率和能源利用效率。

总结：化学热力学的基本概念包括焓、熵和自由能。

焓表示系统的能量，熵表示系统的混乱程度，自由能描述了反应的可能性和方向。

它们之间的关系由吉布斯自由能方程给出。

了解和掌握化学热力学的基本概念对于理解和预测化学反应具有重要意义，能够指导实际的化学工程和材料科学应用。

焓和熵的由来

焓和熵的由来熵S：物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。

熵的单位就是焦耳每开尔文，即J/K。

熵是热力系内微观粒子无序度的一个量度，熵的变化可以判断热力过程是否为可逆过程。

（可逆过程熵不变）热力学能与动能、势能一样，是物体的一个状态量。

能量可以转化为功，能量守恒定律宣称，宇宙中的能量必须永远保持相同的值。

在作功的同时，这种差异也在减小。

当能量均匀分布时，就不能再作功了，尽管此时所有的能量依然还存在着。

这就是热力学第二定律，能量守恒则是热力学第一定律。

1854年，克劳修斯找出了热与温度之间的某一种确定产关系，他证明当能量密集程度的差异减小时，这种关系在数值上总在增加，由于某种原因，他在1856年的论文中将这一关系式称作“熵”（entropy)。

在作理论分析时，有时用熵的概念比较方便。

在自然界发生的许多过程中，有的过程朝一个方向可以自发地进行，而反之则不行。

例如，一个容器的两边装有温度、压力相同的两种气体，在将中间的隔板抽开后，两种气体会自发地均匀混合，但是，要将它们分离则必须消耗功。

混合前后虽然温度、压力不变，但是两种状态是不同的，单用温度与压力不能说明它的状态。

两个温度不同的物体相互接触时，高温物体会自发地将热传给低温物体，最后两个物体温度达到相等。

但是，相反的过程不会自发地发生。

上述现象说明，自然界发生的一些过程是有一定的方向性的，这种过程叫不可逆过程。

焓和熵的定义

焓和熵的定义“同学们，今天我们来聊聊焓和熵。

”我站在讲台上，微笑着对学生们说道。

那什么是焓呢？焓其实是一个热力学的状态函数。

简单来说，它代表了系统在等压过程中所吸收或释放的热量。

打个比方吧，就像我们烧开水，水从液态变成气态，这个过程中吸收了热量，焓就增加了。

焓的变化可以告诉我们在特定条件下能量的转移情况。

再来看看熵。

熵呢，它描述的是系统的混乱程度或者无序性。

可以想象一下，一个整洁的房间和一个杂乱无章的房间，杂乱无章的那个房间的熵就比较大。

比如，冰块融化成水，水分子的排列变得更加无序了，熵就增加了。

在自然界中，很多过程都是熵增加的过程。

就拿我们生活中的例子来说吧。

冬天的时候，我们会感觉到寒冷，这是因为热量从温度高的地方向温度低的地方流动，这个过程中总熵是增加的。

而我们使用空调来制热，就是人为地让热量从低温环境流向高温环境，但这需要消耗外界的能量，并且这个过程会导致整个环境的熵增加得更多。

在化学反应中，焓和熵也起着重要的作用。

有些反应可能是焓驱动的，也就是因为反应会释放出大量的热量而发生；而有些反应可能是熵驱动的，比如一些物质溶解的过程，虽然焓变可能不大，但熵的增加使得反应能够进行。

比如说，氯化铵溶解在水里的过程。

氯化铵溶解时会吸热，从焓的角度看似乎不利于反应进行，但实际上氯化铵溶解后离子的自由度增加，系统的熵大大增加了，所以这个溶解过程能够自发进行。

同学们要记住，焓和熵不是孤立的概念，它们往往要结合起来考虑。

比如判断一个反应是否能自发进行，我们就要综合考虑焓变和熵变以及温度的影响。

通过对焓和熵的深入理解，我们可以更好地解释和预测许多自然现象和化学过程。

希望同学们通过今天的讲解，能对焓和熵有更清晰的认识和理解。

在以后的学习和生活中，遇到相关的问题时，能运用这些知识去分析和解决。

好了，今天的课就上到这里，同学们有什么问题随时来问我。

热力学中的焓与熵的改变

热力学中的焓与熵的改变热力学是一门研究热量、能量转化与系统性质的科学。

在热力学过程中，焓与熵的改变是两个重要的物理量。

本文将就焓与熵的概念、特性以及它们在热力学中的应用展开探讨。

一、焓的概念与特性焓（enthalpy）是热力学中的一个重要物理量，用H表示，定义为系统的内能与系统所对外做的功之和。

焓可以表示为以下公式：H = U + PV其中，U为系统的内能，P为系统的压强，V为系统的体积。

焓的单位通常为焦耳（J）。

焓的改变量ΔH可以用来描述系统在热力学过程中的能量变化。

根据焓的定义，焓变可以用下式表示：ΔH = ΔU + PΔV二、焓的应用焓的概念和性质在热力学中有广泛的应用。

下面将介绍焓在常见热力学过程中的应用。

1. 等压过程中的焓变对于等压过程，系统对外所做的功为PΔV，焓的改变等于内能的改变与对外所做的功之和，即ΔH = ΔU + PΔV = qP。

其中，qP表示在等压过程中的吸热量。

2. 等体过程中的焓变对于等体过程，系统所对外做的功为零，因此焓的改变仅等于内能的改变，即ΔH = ΔU = qV。

其中，qV表示在等体过程中的吸热量。

3. 等温过程中的焓变对于等温过程，系统的温度保持不变，因此内能的改变为零，焓的改变等于对外所做的功，即ΔH = qT。

其中，qT表示在等温过程中的吸热量。

三、熵的概念与特性熵（entropy）是热力学中描述系统无序度和随机性的物理量，用S表示。

熵是一个状态函数，表示系统的混乱程度。

熵的改变可以用以下公式表示：ΔS = S2 - S1其中，S1和S2分别表示系统在初态和末态的熵值。

熵具有以下特性：1. 熵是不可为零的，即系统的熵不可能减少到零或以下。

2. 对于封闭系统，如果系统发生非可逆的过程，系统的总熵将增加。

3. 熵的改变可以用来描述在热力学过程中的有序度变化。

四、焓与熵的关系焓与熵之间存在一定的关系，它们在热力学中是相互联系的。

根据热力学第二定律，系统熵的增加对应着焓的减少，反之亦然。

熵与焓

熵shang释义1：物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。

2: 科学技术上用来描述、表征体系混乱度的函数。

亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。

3：熵是生物亲序，是行为携灵现象。

科学家已经发明了测量无序的量，它称作熵，熵也是混沌度，是内部无序结构的总量。

英译entropy熵指的是体系的混乱的程度，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。

熵由鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）提出，并应用在热力学中。

后来克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）第一次将熵的概念引入到信息论中来。

历史1850年，德国物理学家鲁道夫·克劳修斯首次提出熵的概念，用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度，能量分布得越均匀，熵就越大。

一个体系的能量完全均匀分布时，这个系统的熵就达到最大值。

在克劳修斯看来，在一个系统中，如果听任它自然发展，那么，能量差总是倾向于消除的。

让一个热物体同一个冷物体相接触，热就会以下面所说的方式流动：热物体将冷却，冷物体将变热，直到两个物体达到相同的温度为止。

克劳修斯在研究卡诺热机时，根据卡诺定理得出了对任意循环过程都都适用的一个公式：dS=（dQ/T）。

对于绝热过程Q＝0，故S≥0，即系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。

这就是熵增加原理。

由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。

它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。

熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。

1948年，香农在Bell System Technical Journal上发表了《通信的数学原理》（A Mathematical Theory of Communication）一文，将熵的概念引入信息论中。

焓变和熵变

焓变和熵变一、焓变与熵变的定义：1、焓变：焓变是指体系内能的变化，焓变为正值说明反应吸热体系能量增加，焓变为负值说明反应放热体系能量减小．2、熵变：熵变是指体系混乱程度的变化，熵变为正值说明体系的混乱程度增加，熵变为负值说明混乱程度减小．二、焓变与化学反应方向的关系体系总是趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系往往会对外做功或释放能量）．这一经验规律是能量判断的依据，即焓变是决定一个化学反应能否自发进行的一个重要因素．1、多数能自发进行的化学反应是放热反应．2、有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下却能自发进行．例如：在室温和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应．3、有不少吸热反应在室温条件下也能自发进行．结论：反应放热有利于反应自发进行，反应吸热也有可能自发进行，这说明反应的焓变只是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素．三、熵变与化学反应方向的关系在同一条件下，不同的物质熵值不同，且一物质的熵与其聚集状态及外界条件还有关，一般来说，S（g）＞S（l）＞S（s）．在密闭的条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向，该变化过程体系的熵增大．熵值越大，体系的混乱程度越大．1、许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行．产生气体或气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应．2、有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行．例如：CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）3、有不少熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行．例如：2Al（s）+Fe2O3（s）Al2O3（s）+2Fe（s）结论：熵增加有利于反应自发进行，熵减小的反应，在一定条件下也可自发进行．故熵增原理是解释反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素．由此可见，焓变和熵变都与反应的自发性有关，又都不能独立地作为自发性的判据，要判断反应进行的方向，必须综合考虑体系的焓变和熵变．四、焓变和熵变与化学反应进行的方向．结论：一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关．一般来说体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行，焓变和熵变共同制约着化学反应进行的方向，但焓和熵都不是唯一因素，我们不能单纯地根据焓变或熵变来判断某个反应是否自发进行．在等温、等压条件下，化学反应的方向是由反应的焓变和熵变共同决定的．化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用△G来表示．且△G＝△H﹣T△S：当△G＝△H﹣T△S＜0时，反应向正反应方向能自发进行．当△G＝△H﹣T△S＝0时，反应达到平衡状态．当△G＝△H﹣T△S＞0时，反应不能向正反应方向自发进行．【命题方向】题型一：反应熵变的判断典例1：下列反应中，熵减小的是（）A．（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g）B．2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）C．MgCO3（s）＝MgO（s）+CO2（g）D．2CO（g）＝2C（s）+O2（g）分析：物质的由固态或液态变为气态，或生成的气体越多，则混乱度越大，熵值越大，反之越小．解答：物质的由固态或液态变为气态，或生成的气体越多，则混乱度越大，熵值越大，反之越小：A、反应由固体生成气体，熵增大，故A错误；B、反应生成的气体的物质的量增多，熵增大，故B错误；C、反应由固体生成气体，熵增大，故C错误；D、反应气体的物质的量减少，熵减小，故D正确．故选D．点评：本题考查熵变的判断，题目难度不大，注意有关概念的理解．题型二：焓变、熵变好温度共同判断反应能否自发进行典例2：某反应2AB（g）⇌C（g）+3D（g）在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的△H、△S应为（）A．△H＜0，△S＞0B．△H＜0，△S＜0C．△H＞0，△S＞0D．△H＞0，△S＜0分析：当△G＝△H﹣T•△S＜0时，反应能自发进行，△G＝△H﹣T•△S＞0时，反应不能自发进行，据此分析．解答：化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G＝△H﹣T•△S＜0时，反应能自发进行，A、△H＜0，△S＞0时，△G＝△H﹣T•△S＜0，在室温一定能自发进行，故A错误；B、△H＜0，△S＜0时，在低温下能自发进行，故B错误；C、△H＞0，△S＞0时，在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，故C正确；D、△H＞0，△S＜0时，任何温度下反应都不能自发进行，故D错误．故选：C．点评：本题考查反应能否自发进行的判断，题目难度不大，注意根据自由能判据的应用．题型三：化学反应自发进行与焓变、熵变的关系典例3：（2010•杭州一模）下列说法中正确的是（）A．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应C．熵增加且放热的反应一定是自发反应D．非自发反应在任何条件下都不能发生分析：反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，由反应的焓变、熵变和温度共同决定．解答：A、△H＜0，△S＜0的反应在高温下是非自发进行的反应，△H＞0，△S＞0高温下是自发进行的反应，故A错误；B、△H﹣T△S＜0的反应是自发进行的反应，△H＜0，△S＜0的反应在低温下是自发进行的反应，△H﹣T△S＞0的反应是非自发进行的反应，△H＞0，△S＞0低温下可以是非自发进行的反应，故B错误；C、熵增加△S＞0，且放热△H＜0，反应△H﹣T△S＜0一定是自发反应，故C正确；D、反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，故D错误；故选C．点评：本题考查了化学反应自发进行的判断依据，反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，题目较简单．。

热力学中的焓与熵公式整理

热力学中的焓与熵公式整理热力学是研究能量转化和能量交换的科学，其中焓和熵是重要的热力学概念。

本文将整理热力学中焓和熵的公式，并讨论其在实际应用中的重要性。

一、焓（Enthalpy）焓是热力学中的一项重要物理量，表示系统的总能量。

焓可以通过系统的内能、压力、体积和其他参数进行计算。

在常压条件下，焓与系统的内能之间的关系可以用以下公式表示：H = U + PV其中，H代表焓，U代表内能，P代表压力，V代表体积。

根据该公式，我们可以得出以下几点结论：1. 在等压条件下，焓的变化量相等于系统吸收或释放的热量。

例如，当物质发生化学反应时，其焓变就等于反应过程中吸收或释放的热量。

2. 焓可以用来描述化学反应的热效应。

当反应物与产物之间存在焓差时，焓的变化可以告诉我们反应的热效应是吸热还是放热。

3. 焓在工程领域中也具有重要意义。

例如，在热机和发电厂中，焓的变化量可以用来计算系统的热效率。

二、熵（Entropy）熵是热力学中的另一个重要概念，用来描述系统的无序程度。

熵是能量转化中不可逆过程的度量，它与能量的分散和系统的混乱程度相关。

熵有以下几个常用公式：1. Clausius不等式根据Clausius不等式，对于任何一种不可逆过程，系统的熵将会增加。

该不等式可以表示为：ΔS ≥ 0其中，ΔS代表系统熵的变化量。

2. 熵的计算公式在受限条件下，根据热力学第二定律，可以计算系统的熵变ΔS。

ΔS = Q/T其中，ΔS代表熵的变化量，Q代表系统吸收或释放的热量，T代表系统的温度。

从这个公式可以看出，当系统吸收热量并且温度上升时，熵将增加。

3. 熵的增加和宇宙的发展熵的增加也与宇宙的发展有关。

根据热力学第二定律，宇宙中的熵将不断增加，这意味着整个宇宙趋于混乱和无序。

这也是宇宙学中“大爆炸”理论的基础之一。

结论焓和熵是热力学中重要的概念和物理量。

焓可用于描述系统总能量的变化和化学反应的热效应，而熵则表示系统的无序度和能量转化中的不可逆性。

焓_熵

方传递的总能量（内能、推动功、动能、势能）中，直接取决于热力状态的那部分能量。举例：单位时间内锅炉主蒸汽的热焓-（锅炉给水的热焓+排污水的热焓）/单位时间内进炉煤的低位发热值，就是锅炉的效率啊。引用焓的概念，可使热工计算大为简单，对借助于图解法来研究工质的热力过程更为方便。熵的说明：热量是工质与外界存在温差时所传递的能量，则温度T是传热的推动力，只要工质与外界有微小的温差就能传热，于是相应地也应有某一状态参数的变化来标志有无传热，这个状态参数定名为熵。根据熵的变化，可以判断工质在可逆过程中是吸热、放热，还是绝热。熵的更重要的作用是用以恒量过程的不可逆程度。如：蒸汽经过节流孔板，喷嘴等处可以理解为等熵绝热过程的。
结合实际说一说，在锅炉这两个概念没有汽轮机的明显，我就结合汽轮机的来说说，一般来说，焓降表示做功能力的大小，所以在汽轮机中，要判断那一级的叶片或者高中低缸的做功能力那一个大，则可以根据其蒸汽的初参数和末参数在焓墒表上查的值，两者之差则为改级叶片或汽缸的焓降，如果焓降大则说明改叶片或汽缸的做功能力强；而墒则表示一个不可逆的过程，可以理解为做的是无用功，即在叶片或汽缸做功过程中的能量损失。
焓是单位物质所含能量的多少！汽轮机中就是一个焓降的过程，焓降的过程就是对外做功的过程！实际上，哪怕效率非常高的机组，焓降也不会很高，我们为什么不能让焓降更大呢？这就引出了熵，霍金语：“熵是一种新的世界观” 熵的多少代表了我们利用这些能量所需要付出代价的多少。焓降的过程伴随着熵增，当焓降到一定程度，熵会增到一定程度，也就说我们利用这些能所需要的代价越来越高，熵增到一定程度，需要付出的代价已经不划算利用这些能源了！熵是一种代价，它决定了我们不能靠能量守恒定律而尽情挥霍能源。举例，同样参数的汽轮机，背压机组能发电20-30MW，凝气机组能发电100MW，因为我们建立了真空，付出了循环水的“代价”