查看“焓”的源代码

{{NoteTA
|G1=Physics
|G2=C
}}
{{熱力學}}

'''焓'''（{{lang-en|enthalpy}}，读音ㄏㄢˊ|hán）是一个[[热力学]]系统中的[[能量]]参数。规定由字母<math>H</math>表示（''<math>H</math>''来自于英语Heat Capacity（[[热容]]）一词），单位為[[焦耳]]（J）。此外在[[化学]]和[[技术]]文献中，摩尔焓<math>H_m</math>（单位：[[焦耳|千焦]]/[[摩尔]]，kJ/mol）和质量焓（或比焓）<math>h</math>（单位：千焦/[[千克]]，kJ/kg）也非常重要，它们分别描述了焓在单位[[物质的量]]和单位[[质量]]上的定义。

焓是[[内能]]和体积的[[勒让德变换]]。它是SpN总合的热势能。

== 总论 ==
焓的定义是：

:<math>H = U + pV</math>

其中<math>H</math>表示焓，<math>U</math>表示[[内能]]。

内能来自于热能－以分子不规则运动为依据（[[动能]]，[[旋转动能]]，[[振动|振动能]]），[[化学能]]和原子核的[[位能]]。此外还有[[偶极子]]的电磁转换。焓由系统[[温度]]的提高而成比例增大，在[[绝对零度]]时为[[零点能量]]。在这里体积功直接视为对[[压力]]（<math>p</math>）引起体系[[体积]]（<math>V</math>）变化而形成的功。

由微分形式表达为：

:<math>
\mathrm{d}H = \mathrm{d}U + {d}(p \cdot V) = T \cdot {d}S - p \cdot {d}V + p \cdot{d}V + V \cdot {d}p = T \cdot {d}S + V \cdot {d}p</math>.

注意：微分符号中的正体<math>\mathrm{d}</math>和斜体<math>d</math>的区别，正体<math>\mathrm{d}</math>为状态参数所保留。
<math>H = U + pV</math>实际上可以导出理想气体焦汤系数为0的悖论。但实际上没有理想气体。所以

== 定义 ==
定义一个系统内：

:<math>H = U + pV</math>

式子<math>H</math>为'''焓'''，<math>U</math>为系统[[内能]]，<math>p</math>为其[[壓力]]，<math>V</math>则为[[体积]]。

对于在大气内进行的[[化学反应]]，[[压强]]一般保持常值，则有

:<math>\Delta H = \Delta U + p \Delta V</math>

规定[[放热]]反应的'''焓'''取负值。如：

<chem>SO3 + H2O -> H2SO4</chem>     <math>\bigtriangleup H=-130.3</math>kJ/mol

表示每生成1 [[摩尔 (单位)|mol]] [[硫酸|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]]放出130.3 kJ的热。

严格的标准热化学方程式格式：<chem>H2 + 1/2O2 -> H2O</chem>   <math>\Delta_r{H^\theta}_m=-286</math>kJ·mol<sup>-1</sup>
（<math>\theta</math>表示标准态，<math>r</math>表示反应，<math>m</math>表示1mol反应，含义为标准态下进行一[[摩尔]]反应的焓变）

=== 标准生成焓 ===
{{main|標準摩爾生成焓}}
标准生成焓是指在[[标准状态]]（101.3 kPa；25 ℃）下生成一摩尔最稳定形态纯净物质放出（[[放热反应]]，符号为负）或者吸收（[[吸热反应]]，符号为正）的焓，单位千焦/摩尔，符号<math>\Delta {H_f}^0</math>。

焓为负时，表明构成此物质的过程中放出能量；相反焓为正时，构成此物质的过程中需要吸收能量。标准生成焓为极大的负值表明此物质有极高的化学稳定性（就是说，构成此物质时放出了极大能量，而要破坏此物质，同样需要极大的能量）。

标准生成焓的一个重要应用是通过[[赫斯定律]]计算[[反应焓]]：反应焓等于反应产物的标准生成焓与反应物的标准生成焓之差。公式表示为

:<math>\Delta H_{\mathrm{Reaction}}^0=\sum \Delta H_{f,\mathrm{Products}}^{0} -\sum \Delta H_{f, \mathrm{Reactants}}^{0} </math>

这与赫斯定律等效：生成焓在通常条件下只与物质本身相关，而与反应的过程无关。
生成焓是一个[[热力学函数|热力学状态参数]]。其所有值与[[热平衡|热力学平衡]]相关，因为温度并未定义。

== 参见 ==
*[[熵]]（Entropy）
*[[㶲]]（Exergy）
*{{tsl|en|Anergy|㷻}}（Anergy）
*[[能量]]
*[[热力学]]
*[[热化学]]

{{暖通空調}}
[[Category:态函数]]
[[Category:焓| ]]
[[Category:基本物理概念]]
[[Category:能量與物理學]]
[[Category:物理量]]