樓上兩位說的都不錯(cuò),不過仍不很準(zhǔn)確(有些地方還存在比較嚴(yán)重的概念錯(cuò)誤,這里就不一一指明了).下面針對(duì)你的問題逐條解析.
【焓和內(nèi)能一樣只是T的函數(shù)】
這是不正確的觀點(diǎn),只有理想氣體這種特殊系統(tǒng),內(nèi)能與焓才僅是溫度的函數(shù),其它任意系統(tǒng)都不僅是溫度的函數(shù),還同時(shí)是體積或壓強(qiáng)的函數(shù).
【那這樣定義的意義在哪兒?】
定義焓只是為了表達(dá)和計(jì)算的方便,不定義焓并不影響我們解決問題,只是會(huì)變得復(fù)雜一點(diǎn)(凡是出現(xiàn)焓的地方我們就用U+pV代替).這個(gè)問題稍后解釋.
【焓是一種能量嗎?】
焓具有能量的量綱,可以理解為系統(tǒng)某種能量,但它不代表系統(tǒng)任何具體形式的能量,沒有明確物理意義.不像內(nèi)能那樣代表系統(tǒng)內(nèi)部的所有(客觀存在的運(yùn)動(dòng))能量(在不涉及電離、激發(fā)、化學(xué)反應(yīng)、核反應(yīng)的過程中也可理解為系統(tǒng)的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與勢(shì)能之和,內(nèi)能中的其它部分不變,可不考慮).
【如果是的話,為什么熱力學(xué)第一定律中考慮的是內(nèi)能變化而不是焓變?】
對(duì)于宏觀靜止系統(tǒng),系統(tǒng)的全部能量就是內(nèi)能,對(duì)于封閉系統(tǒng)物質(zhì)的量不變,此時(shí)系統(tǒng)和外界能量交換只存在兩種形式,功和熱量.外界對(duì)系統(tǒng)做功與對(duì)系統(tǒng)傳熱的總和就等于系統(tǒng)能量的升高,即內(nèi)能的升高(否則能量不守恒).這就是熱一律的常見表達(dá)式(對(duì)于宏觀靜止的封閉系統(tǒng)成立,對(duì)于宏觀動(dòng)能有變化的系統(tǒng)應(yīng)使用第一定律的更普遍表達(dá)式ΔEk+ΔU=Q+W).
焓與系統(tǒng)本身實(shí)際的能量沒有關(guān)系,當(dāng)然不會(huì)出現(xiàn)在第一定律的表達(dá)式中.
【開放系統(tǒng)的熱一定律卻要考慮焓變也就是多了一個(gè)壓力能呢】
熱一定律(即能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的文字表述)只有一個(gè),但對(duì)于不同的具體系統(tǒng),可以有不同數(shù)學(xué)表達(dá)式.(宏觀運(yùn)動(dòng)動(dòng)能變化可以忽略的)開放系統(tǒng)的第一定律表達(dá)式是ΔU=Q+W+Σ∫μdn,最后一項(xiàng)是由于物質(zhì)交換引起的內(nèi)能變化.
我不清楚你說的考慮焓變是什么意思,還有壓力能不存在這個(gè)概念(當(dāng)然你可以把pV定義為所謂的壓力能,只是給pV起個(gè)名稱而已,仍然沒有實(shí)際物理意義).如果你的說法來自于教材請(qǐng)給出具體的表達(dá)式和適用條件,以便具體分析.
下面進(jìn)一步說明定義焓的意義.
一般教材中焓都是在推導(dǎo)定壓熱容的時(shí)候引出的,定義焓以后,(不存在非體積功時(shí))定壓熱容Cp可以簡(jiǎn)單地表達(dá)為系統(tǒng)焓對(duì)溫度的偏導(dǎo)數(shù)(aH/aT)p,方便數(shù)學(xué)分析.
對(duì)于無非體積功的等壓過程,很容易證明ΔH=Q,由于H是狀態(tài)函數(shù),系統(tǒng)在給定狀態(tài)下H一定(前人做了大量的工作,將不同物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的焓值編制成熱力學(xué)函數(shù)表),這樣計(jì)算等壓過程熱效應(yīng)就會(huì)變得非常方便(尤其對(duì)于化學(xué)反應(yīng)),免去了每發(fā)現(xiàn)一個(gè)新反應(yīng),就要測(cè)定反應(yīng)的熱效應(yīng)的麻煩(也就是說不必測(cè)定只要計(jì)算反應(yīng)前后的焓變就可以準(zhǔn)確得知等壓條件下的反應(yīng)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(tǒng)的吸熱量.
以下是針對(duì)你對(duì)樓上網(wǎng)友追問的解答
【熱力學(xué)第一定律里面dQ=dW+dU 里面的dW=pdV是做功的表達(dá)式 但是焓的定義是H=U+PV 兩邊微分后得到的是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(yīng)該恒有dH≥dQ 顯然兩個(gè)變化不一樣啊.】
dH=dU+vdP≥dU是不成立的,V恒正,而dp可以是負(fù)的(等容過程中壓強(qiáng)當(dāng)然可以減少),因而dH和dU不能說哪個(gè)一定大(但H恒大于U).所以恒有dH≥dQ 也就不成立了.
如有不明歡迎追問.
焓和內(nèi)能一樣只是T的函數(shù),那這樣定義的意義在哪兒?焓是一種能量嗎?如果是的話,為什么熱力學(xué)第一定律中考慮的是內(nèi)能變化而不是焓變?開放系統(tǒng)的熱一定律卻要考慮焓變也就是多了一個(gè)壓力能呢?
焓和內(nèi)能一樣只是T的函數(shù),那這樣定義的意義在哪兒?焓是一種能量嗎?如果是的話,為什么熱力學(xué)第一定律中考慮的是內(nèi)能變化而不是焓變?開放系統(tǒng)的熱一定律卻要考慮焓變也就是多了一個(gè)壓力能呢?
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