焓

焓（hán）（英语：Enthalpy）是一个热力学系统中的能量参数。规定由字母${\displaystyle H}$表示（${\displaystyle H}$来自于英语${\displaystyle Heat}$ ${\displaystyle Capacity}$（热容）一词），单位为焦耳（${\displaystyle J}$）。此外在化学和技术文献中，摩尔焓${\displaystyle H_{m}}$（单位：千焦/摩尔，${\displaystyle {\frac {kJ}{mol}}}$）和质量焓（或比焓，${\displaystyle h}$）（单位：千焦/千克，${\displaystyle {\frac {kJ}{kg}}}$）也非常重要，它们分别描述了焓在单位物质的量和单位质量上的定义。

焓是内能和体积的勒让德变换。它是${\displaystyle S,P,N}$总合的热势能。

总论

焓的定义是：

${\displaystyle H=U+pV}$

其中${\displaystyle H}$表示焓，${\displaystyle U}$表示内能。

内能来自于热能－以分子不规则运动为依据（动能，旋转动能，振动能），化学能和原子核的位能。此外还有偶极子的电磁转换。焓由系统温度的提高而成比例增大，在绝对零度时为零点能量。在这里体积功直接视为对压力（${\displaystyle p}$）引起体系体积（${\displaystyle V}$）变化而形成的功。

由微分形式表达为：

${\displaystyle \mathrm {d} H=\mathrm {d} U+{d}(p\cdot V)=T\cdot {d}S-p\cdot {d}V+p\cdot {d}V+V\cdot {d}p=T\cdot {d}S+V\cdot {d}p}$.

注意：微分符号中的正体${\displaystyle \mathrm {d} }$和斜体${\displaystyle d}$的区别，正体${\displaystyle \mathrm {d} }$为状态参数所保留。 ${\displaystyle H=U+pV}$实际上可以导出理想气体焦汤系数（焦耳-汤姆孙系数）为0的悖论。但实际上没有理想气体。所以并不存在矛盾。

定义

定义一个系统内：

${\displaystyle H=U+pV}$

式子${\displaystyle H}$为焓，${\displaystyle U}$为系统内能，${\displaystyle p}$为其压强，${\displaystyle V}$则为体积。

对于在大气内进行的化学反应，压强一般保持常值，则有

${\displaystyle \Delta H=\Delta U+p\Delta V}$

规定放热反应的焓取负值。如：

${\displaystyle {\ce {SO3 + H2O -> H2SO4}}}$ ${\displaystyle \bigtriangleup H=-130.3}$kJ/mol

表示每生成1 mol H₂SO₄放出130.3 kJ的热。

严格的标准热化学方程式格式：${\displaystyle {\ce {H2 + 1/2O2 -> H2O}}}$ ${\displaystyle \Delta _{r}{H^{\theta }}_{m}=-286}$kJ·mol^-1 （${\displaystyle \theta }$表示标准态，${\displaystyle r}$表示反应，${\displaystyle m}$表示1mol反应，含义为标准态下进行一摩尔反应的焓变）

标准生成焓

主条目：标准摩尔生成焓

标准生成焓是指在标准状态（101.3 kPa；25 ℃）下生成一摩尔最稳定形态纯净物质放出（放热反应，符号为负）或者吸收（吸热反应，符号为正）的焓，单位千焦/摩尔，符号${\displaystyle \Delta {H_{f}}^{0}}$。

焓为负时，表明构成此物质的过程中放出能量；相反焓为正时，构成此物质的过程中需要吸收能量。标准生成焓为极大的负值表明此物质有极高的化学稳定性（就是说，构成此物质时放出了极大能量，而要破坏此物质，同样需要极大的能量）。

标准生成焓的一个重要应用是通过赫斯定律计算反应焓：反应焓等于反应产物的标准生成焓与反应物的标准生成焓之差。公式表示为

${\displaystyle \Delta H_{\mathrm {Reaction} }^{0}=\sum \Delta H_{f,\mathrm {Products} }^{0}-\sum \Delta H_{f,\mathrm {Reactants} }^{0}}$

这与赫斯定律等效：生成焓在通常条件下只与物质本身相关，而与反应的过程无关。 生成焓是一个热力学状态参数。其所有值与热力学平衡相关，因为温度并未定义。

参见

• 熵（Entropy）
• 㶲（Exergy）
• 㷻（英语：Anergy）（Anergy）
• 能量
• 热力学
• 热化学