能量与热力学第一定律
热化学
/ thur-moh-KEM-iss-tree /
热化学,是化学中专门追踪反应放出或吸进多少热的那一分支。每一个化学变化都附带一张能量账单——燃烧、溶解、结冰、中和——而热化学,正是对这些账单的仔细记账。是它让我们能说出:一克糖能产出多少热、一块电池能储存多少能量、一堆篝火能送出多少暖意。
它把热力学第一定律用到化学反应上,以焓为核心——焓正是恒压下反应热的天然度量。它的工具箱建立在几个结实的想法之上:用量热法去测热,把热整理成标准生成焓列成表,用盖斯定律把反应组合起来,再用键焓去估算。由于焓是状态函数,这些工具总会给出同一个答案。
热化学回答的是「有多少热?」这个实用问题——但仅凭它自己,并不回答「这事会不会发生?」。要回答后者,你还需要熵和自由能,它们在权衡一个变化的热的同时,也权衡它的无序程度。热化学,是化学能量故事中不可或缺的前半部分。
食品标签上的「卡路里」就是一项热化学测量:它报出食物被完全烧掉时放出多少热,从而告诉你身体能从中汲取多少化学能。
食物卡路里就是日常生活里的热化学——我们所吃之物的热含量。
热化学是更广阔的热力学这门学科的一部分。它专注于化学和物理变化的热(主要是焓),而完整的热力学还要处理熵、自由能,以及变化被驱往哪个方向的问题。
又称
另见