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使热力学能增加的,还是使热力学能减少的,这样就容易掌握功和热的取号问题。
焓是被定义的函数,事实上焓是不存在的,仅是几个状态函数的组合。这就要求理解为什么要定义焓?定义了焓有什么用处?在什么条件下,焓的变化值才具有一定的物理意义,即HQp。
务必要记住UQVHQp这两个公式的使用限制条件。凭空要记住公式的限制条件,既无必要,又可能记不住,最好从热力学第一定律的数学表达式和焓的定义式上理解。例如,根据热力学第一定律,
dUQWQWeWfQpedVWf要使dUQV或UQV,必须使dV0Wf0,这就是该公式的限制条件。同理:根据焓的定义式,HUpV
dHdUpdVVdp将上面dU的表达式代入,得
dHQpedVWfpdVVdp要使dHQp或HQp,必须在等压条件下,dp0,系统与环境的压力相等,pep和Wf0,这就是该公式的限制条件。以后在热力学第二定律中的一些公式的使用限制条件,也可以用相似的方法去理解。
状态函数的概念是十分重要的,必须用实例来加深这种概念。例如:多看几个不同的循环过程来求U和H,得到U0,H0,这样可以加深状态函数的“周而复始,数值还原”的概念。例如H2g和O2g可以通过燃烧、爆鸣、热爆炸和可逆电池等多种途径生成水,只要保持始态和终态相同,则得到的U
f和H的值也都相同,这样可以加深“异途同归,值变相等”的概念。
三.思考题参考答案1.判断下列说法是否正确,并简述判断的依据。(1)状态给定后,状态函数就有定值;状态函数固定后,状态也就固定了。(2)状态改变后,状态函数一定都改变。(3)因为UQVHQp,所以QVQp是特定条件下的状态函数。
(4)根据热力学第一定律,因为能量不能无中生有,所以一个系统若要对外做功,必须从外界吸收热量。
(5)在等压下,用机械搅拌某绝热容器中的液体,使液体的温度上升,这时HQp0。
(6)某一化学反应在烧杯中进行,热效应为Q1,焓变为H1。若将化学
反应安排成反应相同的可逆电池,使化学反应和电池反应的始态和终态都相同,
这时热效应为Q2,焓变为H2,则H1H2。
答:(1)对。因为状态函数是状态的单值函数,状态固定后,所有的状态函数都有定值。反之,状态函数都有定值,状态也就被固定了。
(2)不对。虽然状态改变后,状态函数会改变,但不一定都改变。例如,系统发生了一个等温过程,体积、压力等状态函数发生了改变,系统的状态已与原来的不同,但是温度这个状态函数没有改变。
(3)不对。热力学能U和焓H是状态函数,而U,H仅r
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