能量与热力学第一定律

盖斯定律

盖斯定律说:一个反应的总热效应是一样的,无论它是一步到位,还是沿途分成许多小步走完。想象从山谷爬到山顶:你海拔的变化只取决于起点和终点在哪里,绝不取决于你是径直往上冲,还是顺着盘山道绕来绕去。反应的焓也是如此——路径无关紧要,只有两端才重要。

正因如此,你可以像代数里的方程一样把反应相加,并把它们的焓变也一并加起来。如果某个反应难以直接测量,你就可以用一些更容易、且焓已知的反应把它「搭」出来,再求和得到答案。把某一步反过来写,你只需把它的焓变换个符号即可。

更深一层的原因是:焓是一个状态函数——它只取决于物质的状态,而与所走的路径无关。盖斯定律其实正是这个事实,换了一身便于实用的衣裳。它让化学家能够绕道借助已知步骤,钉下那些任何温度计都不可能直接捕捉到的反应热。

碳直接烧成 CO₂ 很容易测;碳只烧到一半生成 CO 却很难测。于是你测出 CO₂ 的生成,再测出 CO 的燃烧,两者相减,就得到碳生成 CO 的反应热——根本不用直接去做那个反应。

把已知反应叠加,去够到一个未知反应——焓变也跟着一起相加。

盖斯定律以盖斯(Germain Hess)命名,他于 1840 年提出此定律——那时热力学第一定律尚未完全确立。它只对状态函数成立,因此适用于焓(ΔH)和内能(ΔU),却绝不适用于沿某条特定路径计的热或功。

又称
Hess's law of constant heat summation盖斯定律蓋斯定律赫斯定律