焓變和熵變是化學反應方向的判據。焓和熵這兩個物理量不一定只用來描述化學反應,也可以用來描述物理變化嗎?

時間 2021-09-14 22:57:52

1樓:

舉個例子吧:

液態水變成水蒸氣,吸熱,熵增。

高溫時熵判據其主要作用,正向自發。

低溫時焓判據其主要作用,正向不自伐,逆向自發。

所以,高溫時液態水汽化為水蒸氣,低溫時水蒸氣液化為液態水。

2樓:

既然要通俗,那就不說什麼熱力學統計力學,只看高中化學教材。編教材(比如下圖的人教版)的能看出是預設高中生知道焓變和熵變是來自物理學的概念,所以舉了大量自發的物理過程,利用學生對物理變化的感知,幫助同學理解化學變化中的焓變、熵變和自發。

比如編者舉的幾個例子:高山流水和自由落體,在高中裡都算是物理變化。

焓的定義是H=U+pV,內能加上壓強和體積的乘積,它來自某種數學變化。

以前的化學書喜歡說「化學反應很多是敞開的,等壓的,等壓下的熱效應等於焓,所以用焓衡量比較方便」。

而講熵舉的是分子擴散、硝酸銨溶解和-10℃下水結冰的例子,也都是「物理變化」的例子。

但很明顯,大部分高中生在學習物理和化學的過程中,基本只在化學書上看到焓變、熵變和自發的概念,所以預設是描述化學反應的。這就造成了一種奇怪的「認知偏差」。

強行按照學科割裂本來相關聯的知識體系,這個問題存在很多年了。比如有人問「化學題裡的電池和物理題裡的電池是不是乙個東西?」

2023年左右新課標理綜考過一種真的很「理綜」的問題,燃料電池能量密度(比如2013理綜新課標1,28題)。題目其實也不複雜,就是化學計算加上乙個物理公式,但「類似這樣的試題考查效果不夠理想」,老師都是把理綜卷拆分了之後講的,化學老師看到直接跳過,物理老師又看不上這種東西,變成了積累,「這種學科間綜合考查的方式已經中斷了幾年」[1]。改革屈服於現實,割裂只會越來越明顯。

3樓:鐵頭懟者

熵焓是描述系統的狀態的量,熵變,焓變是反應前後,系統的熵焓的差值。焓是:

H=U+pV

U是內能,p是壓強,V是體積。

顯然系統的單純的壓強,體積變化,也就是物理變化是可以引起焓變的。同時物質相變的同時也是有焓變的,見相變焓

熵S=kb*lnΩ

kb是常數,Ω是巨集觀狀態下所包含的微觀狀態總數。

熵的定義可能高中階段較難理解(我博士階段也沒很好地理解惹),但你一定知道熵是描述系統混亂程度的量。不難理解,混亂程度的改變不一定需要化學反應。

綜上,物理變化可以有熵焓的改變

(化學)有沒有熵變和焓變的復合判據解釋不了的反應?

雙氫青蒿素 從高中角度看,已經夠了。從大學角度看,動力學優勢的反應是無法解釋的。通俗的說,gibbs自由能解釋的是誰更穩定,而不是哪個反應先發生。 煩惱時代劇 吉布斯自由能的含義是乙個化學反應能對外做多少功。對外做功,吉布斯自由能小於零。反應自發。自發的含義是不需要外界對它做功。就可以進行。有些反應...

如何解釋用熵變焓變計算出方向後在某一溫度出現的化學平衡?

baby 這個是相對的自發進行,當k大於10 7時,就說它是正向自發進行。當k小於10 7 時說它是逆向自發進行。就好比說離子濃度小於10 5 時就忽略不計。也不是說就逆反應不進行了。畢竟化學平衡也是動態平衡 程子醬 一更 更正了反應商定義。這個問題對於高中生來說有點複雜了,所以我專門用電腦來敲字可...

熵增是從有序到混亂,而化學反應是從不穩定到穩定,這兩個理論相悖嗎?

智商稅 微觀上的豐富帶來從巨集觀指標覆盤微觀現狀的不確定性,即混亂屬於同一巨集觀微觀上的豐富同樣帶來系統更大概率地處於該巨集觀指標。所以這個巨集觀指標被叫做平衡態。化學人的語言是把處於平衡態的東西稱之為穩定。而穩定則希望說的是臨危不亂 處變不驚。如果內稟的豐富度 混亂度 已經足夠多,那麼外在的擾動帶...