输入计算

结果

Enthalpy (H)

2,013.25

焦耳（J）

内能项（U / ΔU）	1,000 J
压强-体积项（P·V / P·ΔV）	1,013.25 J

什么是焓？

焓（H）是一种热力学状态函数，用来衡量系统所含的总热量。它的定义为系统的内能（U）加上压强（P）与体积（V）的乘积。在化学和工程领域，焓尤为实用，因为在恒压条件下，焓变恰好等于系统与外界交换的热量。

在活塞-气缸系统中，将焓表示为内能加上压强-体积功的示意图 — 焓将系统的内能 $U$ 与其压强-体积乘积 $P \cdot V$ 结合在一起。

如何使用本计算器

首先选择计算模式。选择焓（$H = U + PV$）可由系统的内能、压强和体积求出焓的绝对值。对于恒压过程，则选择焓变（$\Delta H = \Delta U + P\Delta V$），此时需输入内能的变化量和体积的变化量。所有数值请采用国际单位制（SI）：内能用焦耳（J），压强用帕斯卡（Pa），体积用立方米（m³）。计算结果以焦耳为单位给出。

公式解析

焓的定义式为 $$H = U + P \cdot V$$ 其中 $P \cdot V$ 项代表流动功——即在压强 $P$ 下为系统腾出空间所需的能量。对于恒压过程，其微分形式变为 $$\Delta H = \Delta U + P \cdot \Delta V$$ 这也正是 $\Delta H$ 等于恒压反应热的原因。

将焓 H 分为内能 U 和压强-体积项 PV 的条形图 — $H = U + P \cdot V$ 的各项以堆叠贡献的形式展示。

计算实例

假设某气体的内能 $U = 1000 \text{ J}$，处于压强 $P = 101{,}325 \text{ Pa}$ 下，占据体积 $V = 0.01 \text{ m}^3$。则压强-体积项为 $$101{,}325 \times 0.01 = 1013.25 \text{ J}$$ 因此焓为 $$H = 1000 + 1013.25 = \mathbf{2013.25 \text{ J}}$$

常见问题

应该使用什么单位？请使用国际单位制（J、Pa、m³），这样结果才能以焦耳为单位。如果混用不同单位（例如大气压和升），必须先进行换算。

为什么焓值会这么大？因为以帕斯卡为单位的压强数值本身就很大；1 个大气压约等于 $101{,}325 \text{ Pa}$，所以即使体积很小，$P \cdot V$ 项也会相当可观。

$\Delta H$ 等于热量吗？在恒压且无非膨胀功的条件下，$\Delta H$ 等于系统吸收或放出的热量。

焓计算器