焓变和内能变化的测量

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介绍

通常，焓变和内能变化的测量是通过实验方法进行的。这种方法被称为量热法，它是化学的重要组成部分。它主要是一种基于测温程序的技术。在此，量热计是进行该程序的容器。在这个部分中，容器浸没在已知的液体体积中。

什么是焓？

焓是热能，它在化学反应过程中被吸收。在本部分中，焓用 H 表示，它表示能量的量。焓的变化通过 ΔH 来描述，其中 delta 指的是变化。它的单位是焦耳或千焦耳。

简单来说，焓就是系统内能的总和。造成这种情况的原因是，在化学反应时会发生内能变化。

公式如下：

$\mathrm{H = U + PV}$

其中，H 是焓，U 是内能的总和，P 是系统的压力，V 是系统的体积。因此，可以说焓是内能的总和。

什么是内能？

内能被认为是特定系统势能和动能的总和。在本部分中，储存的能量是势能，由于分子的运动而释放。它是粒子的动能，内能用 U 表示。内能的变化用符号 ΔU 表示。

关于此问题的因素表明，在恒定压力下，特定系统的内能和焓相同。这部分的变化可以通过两种方式发生（Zhang, Shu & He, 2019）。一种是由于热传递，另一种是由于做功。系统可以吸收或释放热量，从而发生变化。

用以下方程式表示：

$\mathrm{\Delta U=q +w}$

其中，ΔU 是内能变化，q 是热传递，w 是系统做的功或作用于系统的功。

焓变的测量

焓变的测量通过表达 ΔH 来描述，它是恒压下的热流。它是使用恒压量热计计算的。该因素显示了焓 ΔH 的直接值。这里的商业量热计也基于类似的原理工作。

它们以不同的方式使用该因素来描述焓变的测量。该问题描述了断裂一摩尔分子之间的键需要一定的能量。原子化焓是将任何物质转化为气态原子所需的能量。不同的是，升华焓是指将一摩尔物质从固态转化为气态所需的热量。

内能变化的测量

图片：炸弹量热计矢量图 - 测量内能热的恒容型

内能变化是指恒容下能量的变化。例如，在本部分中，使用炸弹量热计来测量内能变化。此过程使用钢制容器，并将其放入水浴中。这是因为没有热量损失到周围环境。

据观察，可燃物质主要在氧气中燃烧。这里的氧气供应在炸弹中。可以看到与反应相关的能量变化。它可以在恒定体积下测量，因为它不会完全改变。这里的体积保持恒定，这就是为什么功在零系统下完成的原因。

策略

策略显示不同的因素，例如：

• 它描述了溶液质量、体积和密度的计算。

• 这里还描述了溶液温度变化的评估问题。

• 它确定热流。

• 它使用KOH的摩尔质量。

炸弹量热计的用途

炸弹量热计是热力学的重要组成部分。可以看出，这种类型的量热计用于确定燃烧反应中的热释放量。它对于寻找食物的热值也很重要。炸弹量热计对工业非常重要，并且可以看到它主要用于食品加工、代谢研究和爆炸物的测试。

它对于确定给定数量的生物质样品燃烧释放的热量非常重要。它也用于计算该生物质燃料的HHV（高位热值）。它被认为是测量热量的仪器。该仪器在计算固体的热值方面非常有用。

结论

研究表明，内能变化主要是热传递和所做功的总和。这里最重要的因素是内能和热流与恒压下系统的焓有关。在这里，热量是通过使用已知的量热计和液体的热容来评估的。这主要讨论的是被称为量热法的实验技术。

 (常见问题)

Q1. 焓指的是什么？

A1. 焓是释放的热量，在化学反应过程中被吸收。在本部分中，H 是所需的能量，它表示焓的变化。这里，delta 代表变化，焦耳或千焦耳用作单位。

Q2. 量热法中的测量是如何进行的？

A2. 在这里，测量是在两个条件下进行的，这对于该过程是必不可少的。这些条件是在恒定体积下和在恒定压力下。这些是量热法过程中最重要的部分。