Question

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？

Answer 1

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。