物理化学中热(Q)的用法辨析
冯彩婷 杨丽霞
【摘 要】热(Q)是物理化学中非常重要的物理量,Q的用法经常出现错误。本文从状态函数与过程函数的比较入手,列举Q常见的错误说法与表示方法,进而进行必要的用法规范,最后引出学习物理化学的几点有益启发。
【期刊名称】考试周刊
【年(卷),期】2010(000)043
【总页数】1
【关键词】物理化学 Q 用法 启示
Q与△Q、δQ仅有一个符号之差,但意义却大相径庭。哪种表示正确呢?这要从状态函数说起。物理化学中的热力学部分有一个非常重要的概念,那就是状态函数。许多热力学问题都是围绕解决状态函数的变化展开的。
1.概念辨析
1.1 状态函数
状态函数实际上就是系统的性质。大学物理化学教材[1]中指出,系统的性质只决定于系统目前所处的状态,而与过去的历史无关。当系统的状态变化时,它的一系列性质也随之改变。改变多少,只取决于系统的始态和终态,而与变化所经历的具体途径无关。无论经历多么复杂的变化,只要系统恢复原状,所有的性质也均复原。热力学中,把具有这种特性的物理量称为状态函数。状态函数的特性可用两句话来描述:“异途同归,值变相等;周而复始,数值还原。”状态函数在数学上具有全微分的性质[2],积分与变化的途径无关:
(1)当系统状态发生微小变化时,状态函数的改变值可以用dZ表示。
(2)系统由状态1(Z1,T1,p1)变到状态2(Z2,T2,p2)时,△Z=
常见的状态函数有压力(p)、体积(V)、温度(T)、密度(ρ)、物质的量(n)、质量(m)等,热力学中还有热力学能(U),焓(H)、熵(S)、亥姆霍兹自由能(A)和吉布斯自由能(G),尤其是后面这五个状态函数使用频率较高。
1.2 过程函数
热力学封闭系统与环境之间能量传递有两种形式:一是热,用Q表示;另一个是功,用W表示。正是由于热、功都是系统状态变化过程中系统与环境交换的能量,从同样的始态到同样的终态,过程不同,与环境交换的功和热的数值并不一样,因此功和热是与过程有关的物理量,称为过程函数。过程函数在数学上不具有全微分性质。对微小的热交换与功传递,分别用δQ、δW表示,以示区别。
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/f942a17fedf9aef8941ea76e58fafab069dc44bf.html
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