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化工概念相關(guān)知識(shí)-資料下載頁(yè)

2025-06-28 00:06本頁(yè)面
  

【正文】 和涼熱等。   手接觸汽油,由于其蒸發(fā)快,手有發(fā)澀和發(fā)涼感;柴油、煤油蒸發(fā)較慢,手有光滑感。   不同種類的潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂,與水作用后呈現(xiàn)不同狀態(tài),一般含添加劑的潤(rùn)滑油遇水易乳化,不含添加劑的油品不易乳化;鈉基脂遇水乳化,鈣基脂不易乳化。   精制程度深的油品光滑感強(qiáng),反之,油品光滑感較差。  ?。ㄋ模u   觀察油的稀稠程度。把油樣裝在白色透明的玻璃瓶中搖動(dòng),觀察油膜掛瓶情況和氣泡的產(chǎn)生、消失快慢等現(xiàn)象。粘度小的油,產(chǎn)生氣泡多,但消失快,掛瓶少;粘度大的油,產(chǎn)生氣泡少,消失慢,但油掛瓶較多。這種方法可以基本區(qū)別出油品的不同牌號(hào)焓變  enthalpy  焓,熱函:一個(gè)系統(tǒng)中的熱力作用,等于該系統(tǒng)內(nèi)能加上其體積與外界作用于該系統(tǒng)的壓力的乘積的總和  焓是物體的一個(gè)熱力學(xué)能狀態(tài)函數(shù),焓變即物體焓的變化量。 編輯本段◆焓和焓變  焓是一個(gè)狀態(tài)函數(shù),也就是說(shuō),系統(tǒng)的狀態(tài)一定,焓的值就定了。  焓的定義式是這樣的:H=U+pV   其中U表示熱力學(xué)能,也稱為內(nèi)能,即系統(tǒng)內(nèi)部的所有能量   p是系統(tǒng)的壓力,V是系統(tǒng)的體積   作為一個(gè)描述系統(tǒng)狀態(tài)的狀態(tài)函數(shù),焓沒(méi)有明確的物理意義   ΔH(焓變)表示的是系統(tǒng)發(fā)生一個(gè)過(guò)程的焓的增量   ΔH=ΔU+Δ(pV)   在恒壓條件下,ΔH(焓變)可以表示過(guò)程的熱力學(xué)能變 編輯本段◆相關(guān)知識(shí)  在介紹焓之前我們需要了解一下分子熱運(yùn)動(dòng)、熱力學(xué)能和熱力學(xué)第一定律:  1827年,英國(guó)植物學(xué)家布朗把非常細(xì)小的花粉放在水面上并用顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)花粉在水面上不停地運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)軌跡極不規(guī)則。起初人們以為是外界影響,如振動(dòng)或液體對(duì)流等,后經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明這種運(yùn)動(dòng)的的原因不在外界,而在液體內(nèi)部。原來(lái)花粉在水面運(yùn)動(dòng)是受到各個(gè)方向水分子的撞擊引起的。于是這種運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)表明液體分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。從實(shí)驗(yàn)中可以觀察到,布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而愈加劇烈。這表示分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)系,溫度越高,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就越激烈。正因?yàn)榉肿拥臒o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)系,所以通常把分子的這種運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)?! ≡跓釋W(xué)中,分子、原子、離子和原子團(tuán)做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同的規(guī)律,所以統(tǒng)稱為分子?! 〖热唤M成物體的分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),那么,像一切運(yùn)動(dòng)著的物體一樣,做熱運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能。個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象(速度大小和方向)是偶然的,但從大量分子整體來(lái)看,在一定條件下,它們遵循著一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的宏觀量——溫度,就是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均值。分子動(dòng)能與溫度有關(guān),溫度越高,分子的平均動(dòng)能就越大,反之越小。所以從分子動(dòng)理論的角度看,溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志(即微觀含義,宏觀:表示物體的冷熱程度)?! 》肿娱g存在相互作用力,即化學(xué)上所說(shuō)的分子間作用力(范德華力)。分子間作用力是分子引力與分子斥力的合力,存在一距離r0使引力等于斥力,在這個(gè)位置上分子間作用力為零。分子引力與分子斥力都隨分子間距減小而增大,但是斥力的變化幅度相對(duì)較大,所以分子間距大于r0時(shí)表現(xiàn)為引力,小于r0時(shí)表現(xiàn)為斥力。因?yàn)榉肿娱g存在相互作用力,所以分子間具有由它們相對(duì)位置決定的勢(shì)能,叫做分子勢(shì)能。分子勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能的變化相似。物體的體積發(fā)生變化時(shí),分子間距也發(fā)生變化,所以分子勢(shì)能同物體的體積有關(guān)系。  物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的熱力學(xué)能,也叫做內(nèi)能。熱力學(xué)能與動(dòng)能、勢(shì)能一樣,是物體的一個(gè)狀態(tài)量。  初中我們學(xué)過(guò),改變物體內(nèi)能的方式有兩個(gè):做功和熱傳遞?! ∫粋€(gè)物體,如果它跟外界不發(fā)生熱交換,也就是它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量,則外界對(duì)其做功等于其熱力學(xué)能的增量:  ΔU1=W  如果物體對(duì)外界做功,則W為負(fù)值,熱力學(xué)能增加量ΔU1也為負(fù)值,表示熱力學(xué)能減少?! ∪绻饨缂葲](méi)有對(duì)物體做功,物體也沒(méi)有對(duì)外界做功,那么物體吸收的熱量等于其熱力學(xué)能的增量:  ΔU2=Q  如果物體放熱,則Q為負(fù)值,熱力學(xué)能增加量ΔU2也為負(fù)值,表示熱力學(xué)能減少?! ∫话闱闆r下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過(guò)程,那么物體熱力學(xué)能的增量等于外界對(duì)物體做功加上物體從外界吸收的熱量,即:  ΔU=ΔU1+ΔU2=Q+W  因?yàn)闊崃W(xué)能U是狀態(tài)量,所以:  ΔU=ΔU末態(tài)ΔU初態(tài)=Q+W  上式即熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式。  化學(xué)反應(yīng)都是在一定條件下進(jìn)行的,其中以恒容與恒壓最為普遍和重要?! ≡诿荛]容器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)就是恒容過(guò)程。因?yàn)橄到y(tǒng)體積不變,而且只做體積功(即通過(guò)改變物體體積來(lái)對(duì)物體做功,使物體內(nèi)能改變,如在針管中放置火柴頭,堵住針頭并壓縮活塞,火柴頭會(huì)燃燒),所以W=0,代入熱一定律表達(dá)式得:  ΔU=Q  它表明恒容過(guò)程的熱等于系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化,也就是說(shuō),只要確定了過(guò)程恒容和只做體積功的特點(diǎn),Q就只決定于系統(tǒng)的初末狀態(tài)?! ≡诔谌萜髦羞M(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)就是恒壓過(guò)程。所謂橫壓是制系統(tǒng)的壓強(qiáng)p等于環(huán)境壓強(qiáng)p外,并保持恒定不變,即p=p外=常數(shù)。由于過(guò)程恒壓和只做體積功,所以:  W=W體積=p外(V2V1)=(p2V2p1V1)  其中W為外界對(duì)系統(tǒng)做的功,所以系統(tǒng)對(duì)外做功為負(fù)。壓強(qiáng)乘以體積的改變量是系統(tǒng)對(duì)外做的功,可以按照p=F/S,V=Sh,∴Fh=pV來(lái)理解?! ⑵浯霟嵋欢杀磉_(dá)式得:  Q=ΔUW=U2U1+(p2V2p1V1)=(U2+p2V2)(U1+p1V1)  因?yàn)閁+pV是狀態(tài)函數(shù)(即狀態(tài)量)的組合(即一個(gè)狀態(tài)只有一個(gè)熱力學(xué)能U,外界壓強(qiáng)p和體積V),所以將它定義為一個(gè)新的狀態(tài)函數(shù)——焓,并用符號(hào)H表示,所以上式可變?yōu)椋骸 =H2H1=ΔH  它表明恒壓過(guò)程中的熱等于系統(tǒng)焓的變化,也就是說(shuō),只要確定了過(guò)程恒壓和只做體積功的特點(diǎn),Q就只決定于系統(tǒng)的初末狀態(tài)?! §实奈锢硪饬x可以理解為恒壓和只做體積功的特殊條件下,Q=ΔH,即反應(yīng)的熱量變化。因?yàn)橹挥性诖藯l件下,焓才表現(xiàn)出它的特性。例如恒壓下對(duì)物質(zhì)加熱,則物質(zhì)吸熱后溫度升高,ΔH0,所以物質(zhì)在高溫時(shí)的焓大于它在低溫時(shí)的焓。又如對(duì)于恒壓下的放熱化學(xué)反應(yīng),ΔH0,所以生成物的焓小于反應(yīng)物的焓?! ≡诨瘜W(xué)反應(yīng)中,因?yàn)镠是狀態(tài)函數(shù),所以只有當(dāng)產(chǎn)物和反應(yīng)物的狀態(tài)確定后,ΔH才有定值。為把物質(zhì)的熱性質(zhì)數(shù)據(jù)匯集起來(lái),以便人們查用,所以很有必要對(duì)物質(zhì)的狀態(tài)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)定,只有這樣才不致引起混亂?;谶@種需要,科學(xué)家們提出了熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的概念。熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)也稱熱化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),具體規(guī)定為:  氣體——在pθ(101kPa,上標(biāo)θ指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))壓力下處于理想氣體(我們周圍的氣體可以近似看作理想氣體)狀態(tài)的氣態(tài)純物質(zhì)?! ∫后w和固體——在pθ壓力下的液態(tài)和固態(tài)純物質(zhì)。  對(duì)于一個(gè)任意的化學(xué)反應(yīng):  eE+fF——→gG+rR  其中e、f、g、r為化學(xué)計(jì)量系數(shù)。若各物質(zhì)的溫度相同,且均處于熱化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),則g mol G和r mol R的焓與e mol E和f mol F的焓之差,即為該反應(yīng)在該溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓或標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熱,符號(hào)為ΔrH(T),其中下標(biāo)“r”指反應(yīng),“T”指反應(yīng)時(shí)的熱力學(xué)溫度,“m”指ξ=1mol,ΔrH的單位為kJmol1。  ξ讀作“可賽”,為反應(yīng)進(jìn)度,對(duì)于反應(yīng)eE+fF——→gG+rR,可以寫(xiě)成:  0=gG+rReEfF=∑vBB  B  式中,B代表反應(yīng)物或產(chǎn)物,vB為相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù),對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值,對(duì)產(chǎn)物取正值。根據(jù)相關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于化學(xué)反應(yīng)0=∑vBB,若任一物質(zhì)B物質(zhì)的量,初始狀態(tài)時(shí)為nB0,某一程度時(shí)為nB,則反應(yīng)進(jìn)度ξ的定義為:  B  ξ=(nBnB0)/vB=ΔnB/vB  由此可以概括出如下幾點(diǎn):  對(duì)于指定的化學(xué)計(jì)量方程式,vB為定值,ξ隨B物質(zhì)的量的變化而變化,所以可用ξ度量反應(yīng)進(jìn)行的深度?! ∮捎趘B的量綱為1,ΔnB的單位為mol,所以ξ的單位也為mol?! ?duì)于反應(yīng)eE+fF——→gG+rR,可以寫(xiě)出:  ξ=ΔnE/vE=ΔnF/vF=ΔnG/vG=ΔnR/vR  對(duì)于指定的化學(xué)計(jì)量方程式,當(dāng)ΔnB的數(shù)值等于vB時(shí),則ξ=1mol。   焓(H)及焓變(△H)與等壓熱效應(yīng)(qp)的關(guān)系   在等壓,只做體積功條件下:   Δu = qp + w = qp – p(v2– v1)   Δu = qp + pv1– pv2   qp = (u2+ pv2 – (u1+ pv1)   含 H = u + pv (H 定義為焓,是狀態(tài)函數(shù))   則 qp = H2 – H1 = ΔH   結(jié)論:等壓,只做體積功條件下(化學(xué)反應(yīng)通常屬此種情況),體系焓變(ΔH)在數(shù)值上等于等壓   熱效應(yīng)(Qp)?! §首兪桥c化學(xué)反應(yīng)的起始狀態(tài),終止?fàn)顟B(tài)有關(guān),與物質(zhì)所處環(huán)境的壓強(qiáng),溫度等因素有關(guān),與化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān).兩個(gè)很抽象的熱力學(xué)定義:焓和熵 我要收藏 20070820 14:12:05 編輯 刪除 焓:焓是一個(gè)狀態(tài)函數(shù),也就是說(shuō),系統(tǒng)的狀態(tài)一定,焓是值就定了。焓的定義式是這樣的:H=U+pV 其中U表示熱力學(xué)能,也稱為內(nèi)能,即系統(tǒng)內(nèi)部的所有能量,p是系統(tǒng)的壓力,V是系統(tǒng)的體積,作為一個(gè)描述系統(tǒng)狀態(tài)的狀態(tài)函數(shù),焓沒(méi)有明確的物理意義。ΔH(焓變)表示的是系統(tǒng)發(fā)生一個(gè)過(guò)程的焓的增量,ΔH=ΔU+Δ(pV)在恒壓條件下,ΔH(焓變)可以表示過(guò)程的熱力學(xué)能變。這個(gè)定義來(lái)自于熱力學(xué)第一定律,熱力學(xué)第一定律是能量守衡與轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)上的應(yīng)用。熵:熵是描述熱力學(xué)系統(tǒng)的重要態(tài)函數(shù)之一。熵的大小反映系統(tǒng)所處狀態(tài)的穩(wěn)定情況,熵的變化指明熱力學(xué)過(guò)程進(jìn)行的方向,熵為熱力學(xué)第二定律提供了定量表述。熱力學(xué)第二定律的兩種說(shuō)法:熱力學(xué)第二定律的任務(wù)是研究熱力過(guò)程中進(jìn)行的方向,條件和限度的。開(kāi)爾文說(shuō)法:不可能制造出從單一熱源吸熱并使之全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ难h(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。克勞修斯說(shuō)法:不可能由低溫物體向高溫物體傳送熱量而不引起其他變化。焓是物體的一個(gè)熱力學(xué)能狀態(tài)函數(shù),焓變即物體焓的變化量。在介紹焓之前我們需要了解一下分子熱運(yùn)動(dòng)、熱力學(xué)能和熱力學(xué)第一定律:1827年,英國(guó)植物學(xué)家布朗把非常細(xì)小的花粉放在水面上并用顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)花粉在水面上不停地運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)軌跡極不規(guī)則。起初人們以為是外界影響,如振動(dòng)或液體對(duì)流等,后經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明這種運(yùn)動(dòng)的的原因不在外界,而在液體內(nèi)部。原來(lái)花粉在水面運(yùn)動(dòng)是受到各個(gè)方向水分子的撞擊引起的。于是這種運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)表明液體分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。從實(shí)驗(yàn)中可以觀察到,布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而愈加劇烈。這表示分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)系,溫度越高,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就越激烈。正因?yàn)榉肿拥臒o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)系,所以通常把分子的這種運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)。在熱學(xué)中,分子、原子、離子做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同的規(guī)律,所以統(tǒng)稱為分子。既然組成物體的分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),那么,像一切運(yùn)動(dòng)著的物體一樣,做熱運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能。個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象(速度大小和方向)是偶然的,但從大量分子整體來(lái)看,在一定條件下,他們遵循著一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的宏觀量——溫度,就是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均值。分子動(dòng)能與溫度有關(guān),溫度越高,分子的平均動(dòng)能就越大,反之越小。所以從分子動(dòng)理論的角度看,溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志(即微觀含義,宏觀:表示物體的冷熱程度)。分子間存在相互作用力,即化學(xué)上所說(shuō)的分子間作用力(范德華力)。分子間作用力是分子引力與分子斥力的合力,存在一距離r0使引力等于斥力,在這個(gè)位置上分子間作用力為零。分子引力與分子斥力都隨分子間距減小而增大,但是斥力的變化幅度相對(duì)較大,所以分子間距大于r0時(shí)表現(xiàn)為引力,小于r0時(shí)表現(xiàn)為斥力。因?yàn)榉肿娱g存在相互作用力,所以分子間具有由它們相對(duì)位置決定的勢(shì)能,叫做分子勢(shì)能。分子勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能的變化相似。物體的體積發(fā)生變化時(shí),分子間距也發(fā)生變化,所以分子勢(shì)能同物體的體積有關(guān)系。物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的熱力學(xué)能,也叫做內(nèi)能。熱力學(xué)能與動(dòng)能、勢(shì)能一樣,是物體的一個(gè)狀態(tài)量。初中我們學(xué)過(guò),改變物體內(nèi)能的方式有兩個(gè):做功和熱傳遞。一個(gè)物體,如果它跟外界不發(fā)生熱交換,也就是它既沒(méi)有吸收熱量也沒(méi)有放出熱量,則外界對(duì)其做功等于其熱力學(xué)能的增量:ΔU1=W如果物體對(duì)外界做功,則W為負(fù)值,熱力學(xué)能增加量ΔU1也為負(fù)值,表示熱力學(xué)能減少。如果外界既沒(méi)有對(duì)物體做功,物體也沒(méi)有對(duì)外界做功,那么物體吸收的熱量等于其熱力學(xué)能的增量:ΔU2=Q如果物體放熱,則Q為負(fù)值,熱力學(xué)能增加量ΔU2也為負(fù)值,表示熱力學(xué)能減少。一般情況下,如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過(guò)程,那么物體熱力學(xué)能的增量等于外界對(duì)物體做功加上物體從外界吸收的熱量,即:ΔU=ΔU1+ΔU2=Q+W因?yàn)闊崃W(xué)能U是狀態(tài)量,所以:ΔU=ΔU末態(tài)ΔU初態(tài)=Q+W上式即熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式?;瘜W(xué)反應(yīng)都是在一定條件下進(jìn)行的,其中以恒容與恒壓最為普遍和重要。在密閉容器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)就是恒容過(guò)程。因?yàn)橄到y(tǒng)體積不變,而且只做體積功(即通過(guò)改變物體體積來(lái)對(duì)物體做功,使物體內(nèi)能改變,如在針管中放置火柴頭,堵住針頭并壓縮活塞,火柴頭會(huì)燃燒),所以W=0,代入熱一定律表達(dá)式得:ΔU=Q它表明恒容過(guò)程的熱等于系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化,也就是說(shuō),只要確定了過(guò)程恒容和只做體積功的特點(diǎn),Q就只決定于系統(tǒng)的初末狀態(tài)。在敞口容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)就是恒壓過(guò)程。所謂橫壓是制系統(tǒng)的壓強(qiáng)p等于環(huán)境壓強(qiáng)p外,并保持恒定不變,即p=p外=常數(shù)。由于過(guò)程恒壓和只做體積功,所以:W=W體積=p外(V2V1)=(p2V2p1V1)其中W為外界對(duì)系統(tǒng)做的功,所以系統(tǒng)對(duì)外做功為負(fù)。壓強(qiáng)乘以體積的改變量是系統(tǒng)對(duì)外做的功,可以按照p=F/S,V=Sh,∴Fh=pV來(lái)理解。將其代入熱一定律表達(dá)式得:Q=ΔUW=U2U1+(p2V2p1V1)=(U2+p2V2)(U1+p1V1)因?yàn)閁+pV是狀態(tài)函數(shù)(
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