恒外压膨胀过程中的焓变为什么会等于零？

Question

如题所述

Answer 1

根据气体的热力学基本关系式，焓变可以表示为：
ΔH = ΔU + PΔV
其中，ΔH表示焓的变化量，ΔU表示内能的变化量，P表示系统的外压，ΔV表示体积的变化量。对于一摩尔理想气体的恒外压膨胀，由于外压不变，PΔV为常数，因此焓变等于内能的变化量。
对于一摩尔理想气体，内能的变化量可以通过热力学第一定律求得：
ΔU = Q - W
其中，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。在这个问题中，气体始末状态温度不变，因此ΔU=0。又因为气体从始态膨胀至平衡态时，系统对外做正功，即W>0；气体从平衡态压缩回始态时，外界对系统做负功，即W<0。因此，在整个过程中，系统对外做的总功为0，即W=0。
综上所述，对于一摩尔理想气体恒外压膨胀至平衡态，再将平衡态压缩回始态的过程，由于外界对系统没有做功，因此焓变为0。