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量熱的基本原理

時間:2021/5/24閱讀:2984
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1850年,科學界已經*能量守恒是自然界的規律,即自然界的一切物質都具有能量,能量有各種不同形式,能夠從一種形式轉化成另一種形式,在轉化中能量的總量不變[12對于封閉體系的任何變化過程,可以用數學表達式表示能量的轉化,即

E=Q-W

式中,E是體系發生能量變化的值Q為過程中體系從環境吸收的熱量W表示體系對環境所做的功。式中△E=U+V+TU表示內能;V表示體系在外力場中的位能;T表示體系整體運動的動能。

對于量熱體系來說,通常可以認為體系是靜止的,并且外力場的影響可以忽略,這時

T=V=0。于是上式可變為

U=Q-W

內能是體系內部能量的總和,內能是體系的性質,只決定于狀態,是體系狀態的單值函數,在定態下有定值,它的變值也只決定于體系的起始狀態和終止狀態。

功和熱除了與始終態有關外,還與變化的具體途徑有關。從微觀角度來說,功是大量質點以有序運動而傳遞的能量;熱量是大量質點以無序運動方式傳遞的能量;內能則是分子內部所有形式的能量之和,包括平動能、轉動能、振動能、電子運動的能量和原子核能。

從量熱儀所測量的熱量有兩種:一種是等容條件下測定的,在等容條件下,若體系不做功,則△U=Qv,式中Qv是等容過程中體系所獲得的熱量,如彈式量熱儀所測量的熱就是等容過程的熱效應;另一種是等壓條件下測定的,則△H=Qp式中Qp是等壓過程中的熱量,如測定中和反應的量熱儀所測量的熱效應就是等壓過程的熱效應。對于常溫常壓下的凝聚體系所發生的反應過程,如固體溶于液體中的溶解反應、液-液相反應等,因反應前后PV的化很小,通常可忽略不計,這時△H=U

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