能量與熱力學第一定律
熱化學
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熱化學,是化學中專門追蹤反應放出或吸進多少熱的那一分支。每一個化學變化都附帶一張能量帳單——燃燒、溶解、結冰、中和——而熱化學,正是對這些帳單的仔細記帳。是它讓我們能說出:一克糖能產出多少熱、一塊電池能儲存多少能量、一堆篝火能送出多少暖意。
它把熱力學第一定律用到化學反應上,以焓為核心——焓正是恆壓下反應熱的天然度量。它的工具箱建立在幾個結實的想法之上:用量熱法去測熱,把熱整理成標準生成焓列成表,用蓋斯定律把反應組合起來,再用鍵焓去估算。由於焓是狀態函數,這些工具總會給出同一個答案。
熱化學回答的是「有多少熱?」這個實用問題——但僅憑它自己,並不回答「這事會不會發生?」。要回答後者,你還需要熵和自由能,它們在權衡一個變化的熱的同時,也權衡它的無序程度。熱化學,是化學能量故事中不可或缺的前半部分。
食品標籤上的「卡路里」就是一項熱化學測量:它報出食物被完全燒掉時放出多少熱,從而告訴你身體能從中汲取多少化學能。
食物卡路里就是日常生活裡的熱化學——我們所吃之物的熱含量。
熱化學是更廣闊的熱力學這門學科的一部分。它專注於化學和物理變化的熱(主要是焓),而完整的熱力學還要處理熵、自由能,以及變化被驅往哪個方向的問題。
又稱
另見