熱力學
三水錳礦 / 2021-10-04
熱力學（thermodynamics）是從宏觀角度研究物質(zhì)的熱運動性質(zhì)及其規(guī)律的學科。屬于物理學的分支，它與統(tǒng)計物理學分別構(gòu)成了熱學理論的宏觀和微觀兩個方面。
熱力學主要是從能量轉(zhuǎn)化的觀點來研究物質(zhì)的熱性質(zhì) ，它提示了能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式時遵從的宏觀規(guī)律，總結(jié)了 物質(zhì)的宏觀現(xiàn)象而得到的熱學理論。熱力學并不追究由大量微觀粒子組成的物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而只關心系統(tǒng)在整體上表現(xiàn)出來的熱現(xiàn)象及其變化發(fā)展所必須遵循的基本規(guī)律。它滿足于用少數(shù)幾個能直接感受和可觀測的宏觀狀態(tài)量諸如溫度、壓強、體積、濃度等描述和確定系統(tǒng)所處的狀態(tài)。通過對實踐中熱現(xiàn)象的大量觀測和實驗發(fā)現(xiàn)，宏觀狀態(tài)量之間是有聯(lián)系的，它們的變化是互相制約的。制約關系除與物質(zhì)的性質(zhì)有關外，還必須遵循一些對任何物質(zhì)都適用的基本的熱學規(guī)律，如熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律 等。熱力學以上列從實驗觀測得到的基本定律為基礎和出發(fā)點，應用數(shù)學方法，通過邏輯演繹，得出有關物質(zhì)各種宏觀性質(zhì)之間的關系和宏觀物理過程進行的方向和限度，故它屬于唯象理論，由它引出的結(jié)論具有高度的可靠性和普遍性。
1焓變△H（反應熱）即反應物與生成物之間焓的差值，單位為kj/mol
△H＞0則反應為吸熱反應，△H＜0則反應為放熱反應
因此反應的焓變又用于判斷反應的性質(zhì)
2焓變的大小與過程無關，也就是催化與不催化對于焓變大小并沒有什么影響，有影響的是活化能Ea的大?。ɑ罨苡直环Q為能壘，是指反應中初始能量與能量最高點的差值）
3熱化學方程式的書寫，在熱力學中熱化學方程是最重要的工具，書寫的重點是注意配平（但是隨著配平的倍速改變，焓變也是會改變噠，比如一開始配的系數(shù)全是1，后面全部變成2，反應本身前后守恒所以可以成立，但是焓變也要×2喲）
熱化學方程式中物質(zhì)是要寫出具體狀態(tài)的，l表示液體，s表示固體，g表示氣體，aq表示溶液，因為反應物狀態(tài)不同焓變是肯定不同的，這里舉例子指的是生成物，氣態(tài)物質(zhì)內(nèi)能＞液態(tài)物質(zhì)內(nèi)能＞固態(tài)物質(zhì)內(nèi)能，那焓變就應該依次變大了，還有熱化學方程式是不需要標氣標和沉淀的，因為狀態(tài)已經(jīng)告訴我們了
（末減初嘛，末小了，那差就大了）（反正就是一定不要忘記寫狀態(tài)喲）
還有就是焓變△H要接在熱化學方程式的后面
舉例子：C(s)+O2(g)===CO2(g) △H=…（這個我也沒去記哈，反正格式就這樣子）
4焓變的計算方法，蓋斯定律：不管反應經(jīng)歷了幾步，只要最終產(chǎn)物是相同的，那焓變就是一定的。
因此得到了加合法（這個名字知道下就行了，重點還是應用）
一般步驟：
1首先就是要確定，求焓變的熱化學方程式
2找到待定熱化學方程式中的物質(zhì)在已知熱化學方程式中的位置，同向相加，異向相減
3調(diào)整已知方程式里面的系數(shù)讓他和待定方程式相同
4加減一波得出待定方程式焓變
再次舉例：已知CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) △H2
CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) △H1
求CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的焓變
那我們可以在第一個方程式里面找到CO且其位置與待定方程式異向，所以異向相減
而水可以在第二個方程式中找到且與待定方程式同向，同向相加
則用（二）減去（一）
剛好得到所求方程式，即所求焓變?yōu)椤鱄2-△H1
5燃燒熱與中和熱，25℃，101kPa下1mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定氧化物時釋放的熱量中和熱，相同條件下，1mol氫離子和1mol氫氧根發(fā)生酸堿中和放出的熱量
兩個能量都是定值且都為正值計算
應用：已知化學物質(zhì)的燃燒熱，可求一定質(zhì)量化學物質(zhì)燃燒所釋放出的熱量
公式為Q=m/M乘以-△H（燃燒熱）
注意：燃燒熱和中和熱都是正值，并且都是定值；
反應熱既有正值(正號不能省略)又有負值，符號不表示大小而表示吸熱或放熱，反應熱隨反應物的物質(zhì)的量的變化而變化。
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