焓与熵的定义

熵和焓的计算公式
1. 熵的计算公式：
熵（Entropy）定义为系统内信息量，计算公式如下：
熵(S)＝-K*Σni=1Pn^i*LogPn^i
其中K为常量，取值一般为1；Pn^i为某给定系统（如化学体系）中状态i出现的概率，称为状态概率，通常取值0或1；LogPn^i为以
2为底的对数值，或者以其他基数的对数值。

2. 焓的计算公式：
焓（Enthalpy）定义为系统发生物理化学反应后可能释放的热量，计算公式如下：
焓（H）=Σni=1n∆Hf^i-RT*Σni=1np_i*LogPn^i
其中n为反应物的个数，ΔHf^i为反应物i在反应前和反应后的
改变焓（ΔHf^i=Hf^i-Hi^i）；R为气体温室常数（R=8.314J/mol•K）；T为热力学系统的绝对温度；Pn^i为某给定系统（如化学体系）中状
态i出现的概率，称为状态概率，通常取值0或1，LogPn^i为以2为底的对数值，或者以其他基数的对数值。

高中物理热力学问题中的焓和熵的概念及计算热力学是物理学中的一个重要分支，它研究的是物质的热现象和能量转化。

在高中物理课程中，热力学是一个重要的内容，其中焓和熵是两个基本概念。

本文将重点介绍焓和熵的概念及计算方法，并通过具体题目的分析和解答来帮助高中学生更好地理解和应用这些概念。

一、焓的概念及计算焓是热力学中的一个重要物理量，它表示系统在恒压条件下的内能和对外做功的总和。

在化学反应和热力学过程中，焓的变化可以帮助我们判断反应的放热或吸热性质。

焓的计算公式为：H = U + PV其中，H表示焓，U表示内能，P表示压强，V表示体积。

焓的单位是焦耳（J）。

例如，某个系统的内能为1000J，压强为2Pa，体积为0.5m³。

那么这个系统的焓为多少？根据焓的计算公式，我们可以得到：H = U + PV = 1000J + 2Pa × 0.5m³ = 1000J+ 1J = 1001J因此，这个系统的焓为1001焦耳。

二、熵的概念及计算熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，也是一个衡量系统混乱程度的指标。

熵的增加表示系统的无序程度增加，熵的减少表示系统的有序程度增加。

熵的计算公式为：ΔS = Q/T其中，ΔS表示熵的变化量，Q表示系统吸收或释放的热量，T表示温度。

熵的单位是焦耳/开尔文（J/K）。

例如，某个系统吸收了500J的热量，温度为300K。

那么这个系统的熵变是多少？根据熵的计算公式，我们可以得到：ΔS = Q/T = 500J / 300K = 1.67 J/K因此，这个系统的熵变为1.67焦耳/开尔文。

三、题目分析与解答下面我们通过具体的题目来进一步说明焓和熵的应用。

题目一：某个物体的焓变为300J，压强为1Pa，体积为0.2m³。

求该物体的内能变化量。

解答：根据焓的计算公式，我们可以得到：H = U + PV将已知数据代入公式，可得：300J = U + 1Pa × 0.2m³解方程，可得：U = 300J - 0.2J = 299.8J因此，该物体的内能变化量为299.8焦耳。

焓与熵的定义以焓与熵的定义为标题，我们来探讨一下这两个概念在物理学中的重要性和意义。

我们先来了解一下焓的定义。

焓是热力学中的一个重要量，表示系统的能量加上对外界做的功。

在等压过程中，焓的变化等于系统所吸收或放出的热量。

焓的单位是焦耳（J）。

焓的定义可以用以下公式表示：H = U + PV其中，H表示焓，U表示内能，P表示压强，V表示体积。

焓的概念对于研究热力学系统的能量变化非常重要。

通过计算焓的变化，我们可以了解系统的热量变化以及对外做功的情况。

在化学反应中，焓的变化可以帮助我们判断反应的热效应，如放热反应和吸热反应。

接下来，我们来讨论一下熵的定义。

熵是热力学中的另一个重要量，表示系统的无序程度。

熵是一个状态函数，用S表示。

熵的单位是焦耳/开（J/K）。

熵的定义可以用以下公式表示：ΔS = ∫(dQ/T)其中，ΔS表示熵的变化，dQ表示系统吸收或放出的热量，T表示温度。

熵是描述系统无序程度的物理量。

在一个封闭系统中，熵的增加代表着系统内部的无序程度增加。

熵的增加是一个不可逆过程，与热力学第二定律相对应。

熵的概念对于研究能量转化和热力学平衡非常重要。

通过计算系统熵的变化，我们可以判断系统的热力学过程是否可逆，以及系统达到热力学平衡时的状态。

焓和熵这两个概念在热力学中起着重要作用。

焓描述了能量的转化和传递过程，熵描述了系统的无序程度和热力学过程的不可逆性。

它们是热力学研究中的基本概念，对于理解和解释自然界中的各种现象和过程具有重要意义。

焓和熵是热力学中的两个重要概念，分别描述了能量的转化和无序程度。

它们在研究能量变化和热力学平衡等问题中起着关键作用。

对于深入理解热力学系统的行为和性质，掌握焓和熵的定义和应用是非常重要的。

通过研究焓和熵，我们可以更好地理解自然界中的各种物理和化学现象，为科学研究和工程应用提供理论基础。

关于焓和熵的概念熵和焓的概念(2008-11-22 15:23:21)转载标签：杂谈解释1、焓是物体的一个热力学能状态函数。

在介绍焓之前我们需要了解一下分子热运动、热力学能和热力学第一定律：1827年，英国植物学家布朗把非常细小的花粉放在水面上并用显微镜观察，发现花粉在水面上不停地运动，且运动轨迹极不规则。

起初人们以为是外界影响，如振动或液体对流等，后经实验证明这种运动的的原因不在外界，而在液体内部。

原来花粉在水面运动是受到各个方向水分子的撞击引起的。

于是这种运动叫做布朗运动，布朗运动表明液体分子在不停地做无规则运动。

从实验中可以观察到，布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈。

这表示分子的无规则运动跟温度有关系，温度越高，分子的无规则运动就越激烈。

正因为分子的无规则运动与温度有关系，所以通常把分子的这种运动叫做分子的热运动。

在热学中，分子、原子、离子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。

既然组成物体的分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能。

个别分子的运动现象（速度大小和方向）是偶然的，但从大量分子整体来看，在一定条件下，他们遵循着一定的统计规律，与热运动有关的宏观量——温度，就是大量分子热运动的统计平均值。

分子动能与温度有关，温度越高，分子的平均动能就越大，反之越小。

所以从分子动理论的角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志（即微观含义，宏观：表示物体的冷热程度）。

分子间存在相互作用力，即化学上所说的分子间作用力（范德华力）。

分子间作用力是分子引力与分子斥力的合力，存在一距离r0使引力等于斥力，在这个位置上分子间作用力为零。

分子引力与分子斥力都随分子间距减小而增大，但是斥力的变化幅度相对较大，所以分子间距大于r0时表现为引力，小于r0时表现为斥力。

因为分子间存在相互作用力，所以分子间具有由它们相对位置决定的势能，叫做分子势能。

分子势能与弹簧弹性势能的变化相似。

熵.熵：热量与温度之商乘坐熵，记作S。

S=Q/T.熵变;熵的变化量称为熵变，记作ΔSΔS=ΔQ/T.Q为系统吸收的热量，T为系统的温度。

熵变等于系统从热源吸收的热量与系统的热力学温度之比，可用于度量热量转变为功的程度。

熵表示热量转化为功的程度，也表示系统中的无序程度，1、熵越大，其做功能力下降，无序程度增加。

2、熵是表示物质系统状态的一个物理量，它表示该状态可能出现的程度。

、3、孤立体系（即绝热体系）中实际发生的过程必然要使它的熵增加。

4、对于纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零.热力学第三定律：有两种表述形式。

表述1：不可能用有限个手段和程序使一个物体冷却到绝对温度零度。

表述2：一切纯物质的晶体，在热力学零度时，熵为零。

标准熵：1mol物质在标准状态下所计算出的熵值，称标准摩尔熵，简称标准熵。

用STq表示，单位：J·mol-1·K－1熵的规律：(1)同一物质，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵；STq(g)>STq(l)>STq(s)SqH2O(g)>H2O(l)>H2O(s)(2)相同原子组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大；SqO2(g)<SqO3(g)SqNO(g)<SqNO2(g)<SqN2O4(g)SqCH2=CH2(g)<SqCH3-CH3(g)(3)相同元素的原子组成的分子中，分子量越大,熵值越大；SqCH3Cl(g)<SqCH2Cl2(g)<SqCHCl3(g)(4)同一类物质，摩尔质量越大，结构越复杂，熵值越大；SqCuSO4(s)<SqCuSO4·H2O(s)<SqCuSO4·3H2O(s)<SqCuSO4·5H2O(s)SqF2(g)<SqCl2(g)<SqBr2(g)<SqI2(g)(5)固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少。

熵entropy描述的重要态函数之一。

熵的大小反映系统所处状态的稳定情况，熵的变化指明热力学过程进行的方向，熵为提供了定量表述。

为了定量表述热力学第二定律，应该寻找一个在可逆过程中保持不变，在不可逆过程中单调变化的态函数。

克劳修斯在研究卡诺热机时，根据卡诺定理得出，对任意循环过程都有，式中 Q是系统从温度为T的热源吸收的微小热量，等号和不等号分别对应可逆和不可逆过程。

可逆循环的表明存在着一个态函数熵，定义为对于绝热过程Q＝0，故S≥0，即系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。

这就是熵增加原理。

由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。

它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。

熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。

能量是物质运动的一种量度，形式多样，可以相互转换。

某种形式的能量如内能越多表明可供转换的潜力越大。

熵原文的字意是转变，描述内能与其他形式能量自发转换的方向和转换完成的程度。

随着转换的进行，系统趋于平衡态，熵值越来越大，这表明虽然在此过程中能量总值不变，但可供利用或转换的能量却越来越少了。

内能、熵和热力学第一、第二定律使人们对与热运动相联系的能量转换过程的基本特征有了全面完整的认识。

从微观上说，熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度，系统越无序、越混乱，熵就越大。

热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序，从概率较小的状态趋于概率较大的状态。

在信息论中，熵可用作某事件不确定度的量度。

信息量越大，体系结构越规则，功能越完善，熵就越小。

利用熵的概念，可以从理论上研究信息的计量、传递、变换、存储。

此外，熵在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域也都有一定的应用。

注：熵的增加系统从几率小的状态向几率大的状态演变，也就是从有规则、有秩序的状态向更无，更无秩序的演变。

熵和焓是什么？有什么区别？焓变与熵变又是什么？怎么计算？1.熵与焓是什么？熵是描述物质混乱程度的物理量，用符号S来表示，单位是J/（mol·K)焓也是物质的一种物理量，跟内能有点关系，但又不是内能，是在做一些计算时，人为引入的一个物理量。

用符号H来表示，单位是kJ/mol。

焓值与内能的关系可以用一个公式表示：H=U+pV（U是内能，p是压强，V是体积）但是在高中可以把焓简单认为是物质的内能。

由此可见，熵是对物质混乱程度的描述，而焓是有关“内能”的物理量，区别还是很大的。

2.熵的大小比较与熵变熵值的大小关系：物质越混乱熵值越大，对于同一种物质，熵值大小关系是气态＞液态>固态；在一个化学反应中，由固态变成液态或者气态，或者由液态变成气态，以及气态分子数由少变多的等过程熵的值都会增加。

至于熵值是如何得出来的，一般可以根据实验数据、按一定规律计算，也可以按统计力学方法计算，方法较为复杂，这里暂时不做探讨。

如果想要知道具体某个物质的熵值是多少，如果是常见的物质，可以直接通过查询标准熵值表得到，这些熵值是科学家们通过实验和计算得到的，可以自行搜索。

在一个化学反应中，从反应物变为生成物的过程中，熵的值是会发生变化的，这个变化的值我们称为“熵变”，用生成物的熵减去反应物的熵来得到，公式如下：熵变这个公式既是熵变的定义，也能直接用于计算熵变的具体值，只要查询熵值表找到生成物与反应物的熵值就能进行计算。

注意，熵值增大，熵变为正值，熵值减小，熵变为负值。

3.焓的大小比较与焓变焓值的大小关系：一般内能越高，焓值越大，但是一种物质的内能是无法直接测定的，也就无法得到焓值的具体数值。

但是我们可以通过实验或者计算比较一个化学变化中生成物与反应物的焓值的差值，这样的差值我们称作“焓变”，公式如下：焓变注意，这个公式是焓变的定义公式，但是无法用它计算焓变的具体值，因为反应物和生成物的焓值是无法得到的。

那么如何得到某个反应焓变的具体值呢，一个方法就是在恒压的环境中，实验测定该化学反应释放或吸收的热量（注意要求释放出的能量只做体积功，不做非体积功），而这个热量就是焓变的绝对值。

焓(enthalpy)，符号H，是一个系统的热力学参数。

定义一个系统内: H = U + pV 式子中"H"为焓，U为系统内能，p为其压强，V则为体积。

焓不是能量,仅具有能量的量纲,它没有明确的物理意义。

焓有下述一些特性: 焓的绝对值无法求得,使用配分函数求出的焓值也不是绝对值。

焓是系统的容量性质,与系统内物质的数量成正比。

焓是一个状态函数,也就是说,系统的状态一定,焓是值就定了。

单位质量的物质所含有的热量叫作焓. "系统的状态一定,焓值也确定了。

" 焓是代表流动工质沿着流动方向往前方传递的总能量（内能、推动功、动能、势能）中，直接取决于热力状态的那部分能量。

举例：单位时间内锅炉主蒸汽的热焓-（锅炉给水的热焓+排污水的热焓）/单位时间内进炉煤的低位发热值，就是锅炉的效率啊。

引用焓的概念，可使热工计算大为简单，对借助于图解法来研究工质的热力过程更为方便。

熵的说明：热量是工质与外界存在温差时所传递的能量，则温度T是传热的推动力，只要工质与外界有微小的温差就能传热，于是相应地也应有某一状态参数的变化来标志有无传热，这个状态参数定名为熵。

根据熵的变化，可以判断工质在可逆过程中是吸热、放热，还是绝热。

熵的更重要的作用是用以恒量过程的不可逆程度。

如：蒸汽经过节流孔板，喷嘴等处可以理解为等熵绝热过程的。

焓是单位物质所含能量的多少！汽轮机中就是一个焓降的过程，焓降的过程就是对外做功的过程！实际上，哪怕效率非常高的机组，焓降也不会很高，我们为什么不能让焓降更大呢？这就引出了熵，霍金语：“熵是一种新的世界观” 熵的多少代表了我们利用这些能量所需要付出代价的多少。

焓降的过程伴随着熵增，当焓降到一定程度，熵会增到一定程度，也就说我们利用这些能所需要的代价越来越高，熵增到一定程度，需要付出的代价已经不划算利用这些能源了！熵是一种代价，它决定了我们不能靠能量守恒定律而尽情挥霍能源。

举例，同样参数的汽轮机，背压机组能发电20-30MW，凝气机组能发电100MW，因为我们建立了真空，付出了循环水的“代价”熵描述热力学系统的重要态函数之一。

熵和焓的概念(2008-11-22 15:23:21)转载标签：杂谈解释 1、焓是物体的一个热力学能状态函数。

在介绍焓之前我们需要了解一下分子热运动、热力学能和热力学第一定律： 1827年，英国植物学家布朗把非常细小的花粉放在水面上并用显微镜观察，发现花粉在水面上不停地运动，且运动轨迹极不规则。

起初人们以为是外界影响，如振动或液体对流等，后经实验证明这种运动的的原因不在外界，而在液体内部。

原来花粉在水面运动是受到各个方向水分子的撞击引起的。

于是这种运动叫做布朗运动，布朗运动表明液体分子在不停地做无规则运动。

从实验中可以观察到，布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈。

这表示分子的无规则运动跟温度有关系，温度越高，分子的无规则运动就越激烈。

正因为分子的无规则运动与温度有关系，所以通常把分子的这种运动叫做分子的热运动。

在热学中，分子、原子、离子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。

既然组成物体的分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能。

个别分子的运动现象（速度大小和方向）是偶然的，但从大量分子整体来看，在一定条件下，他们遵循着一定的统计规律，与热运动有关的宏观量——温度，就是大量分子热运动的统计平均值。

分子动能与温度有关，温度越高，分子的平均动能就越大，反之越小。

所以从分子动理论的角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志（即微观含义，宏观：表示物体的冷热程度）。

分子间存在相互作用力，即化学上所说的分子间作用力（范德华力）。

分子间作用力是分子引力与分子斥力的合力，存在一距离r0使引力等于斥力，在这个位置上分子间作用力为零。

分子引力与分子斥力都随分子间距减小而增大，但是斥力的变化幅度相对较大，所以分子间距大于r0时表现为引力，小于r0时表现为斥力。

因为分子间存在相互作用力，所以分子间具有由它们相对位置决定的势能，叫做分子势能。

分子势能与弹簧弹性势能的变化相似。

物体的体积发生变化时，分子间距也发生变化，所以分子势能同物体的体积有关系。