查看“︁热化学”︁的源代码


'''热化学'''（{{lang-en|Thermochemistry}}）是研究[[化学反应]]及物质聚集状态改变所伴随的热效应的学科。化学反应和[[相變|相变]]（例如[[熔化]]、[[沸腾]]）都能吸收或放出热量，而热化学研究这些能量变化，尤其是[[系統|系统]]和其周围环境的能量变化。热化学可用于推测给定反应过程中的反应物和产物的量。如果结合熵，它还用于推测反应是否自发。

热化学通常包括对[[熱容量|热容量]]、燃烧热、生成热、焓、熵、[[热力学自由能|自由能]]的计算。
[[File:Ice-calorimeter.jpg|链接=https://zh.wikipedia.org/wiki/File:Ice-calorimeter.jpg|右|缩略图|419x419像素|[[安托万-洛朗·德·拉瓦锡]]与[[皮埃尔-西蒙·拉普拉斯]]在1782年至1783年间使用了世界上第一个'''冰量热计'''，测定在不同[[化学反应]]中的热量；后续的计算基于[[約瑟夫·布拉克|约瑟夫·布拉克]]早先时期发现的[[潛熱|潜热]]。这些实验标志着[[热化学]]的开端。]]

==起源==
热化学基于以下两条定律：<ref>{{cite book|title=A to Z of Thermodynamics|author=Perrot, Pierre|publisher=Oxford University Press|year=1998|isbn=0-19-856552-6}}</ref>
# 任何反应的能量变化与逆向过程的能量变化相等。（由[[安托万-洛朗·德·拉瓦锡]]与[[皮埃尔-西蒙·拉普拉斯]]于1780年提出）<ref>See page 290 of ''[https://books.google.com/books?id=En83AAAAMAAJ&pg=PA290&lpg=PA290&dq=Lavoisier+and+Laplace%E2%80%99s+law&source=bl&ots=08EZ8FHE8U&sig=jTEDieLkvYpaohtBFh0u9VsdavIM&hl=en&ei=xWpnSqubB5SCswPj08jlDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 Outlines of Theoretical Chemistry] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=En83AAAAMAAJ&pg=PA290&lpg=PA290&dq=Lavoisier+and+Laplace%E2%80%99s+law&source=bl&ots=08EZ8FHE8U&sig=jTEDieLkvYpaohtBFh0u9VsdavIM&hl=en&ei=xWpnSqubB5SCswPj08jlDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 |date=20200812141442 }}'' by Frederick Hutton Getman (1918)</ref>
# 在条件不变的情况下，化学反应的热效应只与起始和终了状态有关，与变化途径无关。（[[赫斯定律]]，于1840年提出）
这两条定律产生于[[热力学第一定律]]之前，并促进了热力学第一定律的制定。

[[安托万-洛朗·德·拉瓦锡]]与[[皮埃尔-西蒙·拉普拉斯]]和[[杰迈因·亨利·盖斯]]也研究了[[比热]]和[[潜热]]，而[[約瑟夫·布拉克|约瑟夫·布拉克]]对潜能变化概念的发展作出了最重要的贡献。

[[古斯塔夫·基爾霍夫|古斯塔夫·基尔霍夫]]在1858年提出了焓变值和温度的关系式：<math>[{\partial(\Delta H)\over\partial T}]=\Delta C_p</math>，该方程使借助某一温度下的反应焓变计算其他温度下的反应焓变成为可能。<ref>[[Keith J. Laidler|Laidler K.J.]] and Meiser J.H., "Physical Chemistry" (Benjamin/Cummings 1982), p.62</ref><ref>[[Peter Atkins|Atkins P.]] and de Paula J., "Atkins' Physical Chemistry" (8th edn, W.H. Freeman 2006), p.56</ref>

== 量热法 ==
热量变化的测量使用[[量热法]]进行，通常需要一个封闭室，在其中使该反应发生并测量。使用[[溫度計|温度计]]或[[热电偶]]监测封闭室的温度，并将温度与时间对应，可以得到能够计算基本参数的数据图。现代量热法经常配有自动装置来快速读取信息，如[[差示扫描量热法]]（DSC）。

== 系统 ==
很多热力学定义在热化学中具有重要地位。系统是指用于[[热力学]]研究的有限宏观区域，系统之外的空间被称为[[热力学|环境]]。系统分为：
* [[孤立系統|孤立系统]]，既不能与环境交换能量也不能交换物质，如绝热{{le|弹卡计|Calorimeter#Bomb calorimeters}}
* [[隔热系统]]，可以与外界交换机械功，但不能交换热量或物质，如绝热活塞
* [[力学孤立系统]]，可以与环境交换热量，但不能交换机械功或物质，如非绝热{{le|弹卡计|Calorimeter#Bomb calorimeters}}
* [[封閉系統|封闭系统]]，只能与环境交换能量而不能交换物质，如非绝热活塞
* [[开放系统 (热力学)|开放系统]]，可以与环境交换物质和能量，例如一壶开水

== （热力学）过程 ==
当一个或多个热力学属性改变时，系统经历[[热力学过程]]。过程与状态的变化有关。当系统的温度保持恒定时，发生[[等温过程]]；当系统的压强保持不变时，发生[[等压过程]]；当没有热交换发生时，发生[[绝热过程]]。

== 参见 ==
* [[差示扫描量热法]]
* [[量热法]]
* [[热力学]]

== 参考文献 ==
<references />{{Authority control}}
{{化学分支}}

[[Category:物理化学]]
[[Category:热化学]]
[[Category:热力学分支]]