普通化学/热力学/绪论

热力学是研究反应中能量变化的学科。

系统

系统是指正在研究的物质和能量集合。例如，如果反应发生在一个罐子里，那么罐子里的一切都是系统，罐子外面的一切都是环境。环境是指系统之外的一切，也就是宇宙的其余部分。系统和环境一起被称为“宇宙”。

一个重要的问题是系统与其环境之间存在什么样的相互作用。某些系统可以与环境交换物质和热量（例如，沸腾的液体系统会随着蒸汽损失物质和热量）。这被称为开放系统。如果系统与其环境之间只发生热量交换，则被称为封闭系统。物质不能进出封闭系统。最后，如果没有热量交换和物质交换，则系统是完全隔离的。

温度与热量

如果你把一个热的铁锅放在冷水中，它会很快冷却下来。这是因为铁的比热很低，比热是指使一克物质的温度升高一度摄氏度（或开尔文）所需的能量。固体铁只需要0.45 J/(g*K)，而液态水每度（温度）所储存的能量（热量）大约是它的九倍。因此，当水从锅中吸收能量时，它只升温几度，而锅却降温很多。

热化学方程式

方程式不仅显示化学物质，还显示需要或释放多少能量。这种能量被称为焓。热化学反应有两种写法，例如

• $2{\hbox{H}}_{2}+{\hbox{O}}_{2}\to 2{\hbox{H}}_{2}{\hbox{O}}+571.6\ kJ$
• $2{\hbox{H}}_{2}+{\hbox{O}}_{2}\to 2{\hbox{H}}_{2}{\hbox{O}}\quad (\Delta H=-285.8~kJ)$

注意，在第二种格式中，数字是负数。另外，请注意第一个方程式中的能量是两倍，因为有两摩尔水。第二个方程式显示了每摩尔的热量，所以摩尔数不会影响它。

从热化学反应中，可以确定化合物的摩尔生成热。通常，这是在 25°C 下测量的，写成 ΔH_f°。它是一摩尔物质生成所需的热量。小 ° 符号表示“标准”，指的是标准温度和压力。

摩尔燃烧热与摩尔生成热相反。它衡量的是一摩尔化合物燃烧时释放的能量。它写成 ΔH_c°。