热力学中等压热容和等容热容定义方法的修正

摘要

等压热容和等容热容的定义存在两个缺陷。第一个是认为热容和过程的路径有关。经等压路径升温1 K需要的热量比经等容路径升温1 K需要的热量多。第二是没有考虑传入体系的功对热容的影响。根据能量守恒定律,等容条件下温度升高1 K需要的能量与等压条件下温度升高1 K需要的能量相同。体系的焓增量等于传热过程中传递给体系的热量,与传热过程的路径没有关系。提出了压体能、体积能和压强能3个新术语,给出了相应的物理意义和计算公式,以及与焓和内能之间的关系。使用压体能、体积能和压强能,解释了在过程中理想气体各种能量函数的变化。根据焦耳实验,功可以转换为热从而引起体系的温度改变。所以在热-功转换过程中不仅要考虑传给体系的热,还要考虑传给体系的功。体系的焓增量等于在过程中传给体系的热和功以及连带的其他形式的能量。提出了热容的定义方法,修正了等压热容和等容热容的定义。分别使用焓增量和内能增量定义等压热容和等容热容。把热力学第一定律第零、第一和第二方程式分别代入焓热容的定义式,建立了热容与热和功之间的关系。提出两个新术语:焓热容和内能热容。使用新术语以避免“等压热容”和“等容热容”字面意义引起的概念上的混淆。