试证明:在均相封闭系统中,非膨胀功=0时,反应热=△H。已知:H=U+pV,△U=Q+W?
在均相封闭系统中,非膨胀功=0时,反应热=△H,可以通过以下步骤进行证明:1. 根据热力学第一定律,系统的内能变化等于吸收的热量减去做功的量,即△U=Q-W。
2. 对于一个均相封闭系统,系统的体积是不变的,因此做功的量可以表示为W=-p△V,其中p表示系统的压强,△V表示系统的体积变化量。
3. 将W的表达式代入△U的表达式中,得到△U=Q+p△V。
4. 根据焓的定义,H=U+pV,可以得到△H=△U+△(pV)=△U+p△V。
5. 将△U的表达式代入△H的表达式中,得到△H=Q+p△V+p△V=Q+2p△V。
6. 如果非膨胀功=0,则W=0,即p△V=0,因此△H=Q,即反应热等于吸收的热量。
因此,在均相封闭系统中,非膨胀功=0时,反应热等于吸收的热量,即反应热=△H。需要注意的是,上述证明过程中假设了系统是均相封闭的,即系统中不存在物质的进出和相变。如果系统中存在物质的进出和相变,则需要考虑物质的能量变化和相变潜热等因素,证明过程会更加复杂。
此外,上述证明过程中还假设了系统的压强是不变的,即非膨胀功=0。如果系统的压强发生变化,则需要考虑压强对系统内能和焓的影响,证明过程也会更加复杂。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的热力学定律和公式,进行正确的计算和分析。
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