焓

焓（hán）（英語：Enthalpy）是一個熱力學系統中的能量參數。規定由字母${\displaystyle H}$表示（${\displaystyle H}$來自於英語${\displaystyle Heat}$ ${\displaystyle Capacity}$（熱容）一詞），單位為焦耳（${\displaystyle J}$）。此外在化學和技術文獻中，摩爾焓${\displaystyle H_{m}}$（單位：千焦/摩爾，${\displaystyle {\frac {kJ}{mol}}}$）和質量焓（或比焓，${\displaystyle h}$）（單位：千焦/千克，${\displaystyle {\frac {kJ}{kg}}}$）也非常重要，它們分別描述了焓在單位物質的量和單位質量上的定義。

焓是內能和體積的勒壤得轉換。它是${\displaystyle S,P,N}$總合的熱位能。

總論

焓的定義是：

${\displaystyle H=U+pV}$

其中${\displaystyle H}$表示焓，${\displaystyle U}$表示內能。

內能來自於熱能－以分子不規則運動為依據（動能，旋轉動能，振動能），化學能和原子核的位能。此外還有偶極子的電磁轉換。焓由系統溫度的提高而成比例增大，在絕對零度時為零點能量。在這裏體積功直接視為對壓力（${\displaystyle p}$）引起體系體積（${\displaystyle V}$）變化而形成的功。

由微分形式表達為：

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

注意：微分符號中的正體${\displaystyle \mathrm {d} }$和斜體${\displaystyle d}$的區別，正體${\displaystyle \mathrm {d} }$為狀態參數所保留。 ${\displaystyle H=U+pV}$實際上可以導出理想氣體焦湯係數（焦耳-湯姆生係數）為0的悖論。但實際上沒有理想氣體。所以並不存在矛盾。

定義

定義一個系統內：

${\displaystyle H=U+pV}$

式子${\displaystyle H}$為焓，${\displaystyle U}$為系統內能，${\displaystyle p}$為其壓強，${\displaystyle V}$則為體積。

對於在大氣內進行的化學反應，壓強一般保持常值，則有

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

規定放熱反應的焓取負值。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的熱。

嚴格的標準熱化學方程式格式：${\displaystyle {\ce {H2 + 1/2O2 -> H2O}}}$ ${\displaystyle \Delta _{r}{H^{\theta }}_{m}=-286}$kJ·mol^-1 （${\displaystyle \theta }$表示標準態，${\displaystyle r}$表示反應，${\displaystyle m}$表示1mol反應，含義為標準態下進行一摩爾反應的焓變）

標準生成焓

主條目：標準摩爾生成焓

標準生成焓是指在標準狀態（101.3 kPa；25 ℃）下生成一摩爾最穩定形態純淨物質放出（放熱反應，符號為負）或者吸收（吸熱反應，符號為正）的焓，單位千焦/摩爾，符號${\displaystyle \Delta {H_{f}}^{0}}$。

焓為負時，表明構成此物質的過程中放出能量；相反焓為正時，構成此物質的過程中需要吸收能量。標準生成焓為極大的負值表明此物質有極高的化學穩定性（就是說，構成此物質時放出了極大能量，而要破壞此物質，同樣需要極大的能量）。

標準生成焓的一個重要應用是通過赫斯定律計算反應焓：反應焓等於反應產物的標準生成焓與反應物的標準生成焓之差。公式表示為

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

這與赫斯定律等效：生成焓在通常條件下只與物質本身相關，而與反應的過程無關。 生成焓是一個熱力學狀態參數。其所有值與熱力學平衡相關，因為溫度並未定義。

參見

• 熵（Entropy）
• 㶲（Exergy）
• 㷻（英語：Anergy）（Anergy）
• 能量
• 熱力學
• 熱化學