
【化】 calorimetry
capacity; estimate; measure; mete; quantity; quantum
【醫】 amount; dose; dosis; measure; quanta; quantity; quantum
【經】 volume
【化】 heat
【醫】 thermology; thermotics
量熱學(Calorimetry)是熱力學的一個分支學科,專門研究物質在物理變化(如相變)或化學變化(如化學反應)過程中所伴隨的熱量變化的測量原理與方法。其英文對應術語為“Calorimetry”,源自拉丁語“calor”(熱量)和希臘語“metron”(測量),字面含義即“熱量測量”。
測量對象
量熱學聚焦于精确測定系統與環境之間交換的熱量(Q)。這包括系統吸收或釋放的熱能,常見于溶解熱、反應熱、燃燒熱、比熱容等物理量的測定。
核心原理
基于能量守恒定律(熱力學第一定律),通過測量與熱量相關的物理量變化(如溫度、質量、體積)間接推算熱量值。典型公式為:
$$ Q = C Delta T $$
其中 ( Q ) 為熱量,( C ) 為系統的熱容,( Delta T ) 為溫度變化。
儀器與方法
系統闡述熱力學基礎理論,包括量熱學原理與熱力學函數關系(如焓、内能)。
國際經典教材,詳解量熱實驗技術及熱化學計算(見第2章“熱力學第一定律”)。
定義量熱學術語标準,确保學術表述規範性(鍊接:https://goldbook.iupac.org/terms/view/C00776)。
量熱學為熱力學定律提供實驗支撐,是連接宏觀現象(溫度變化)與微觀能量變化的橋梁,對材料設計、能源開發及生物醫學研究具有不可替代的作用。
量熱學(Calorimetry)是研究物質在物理或化學變化過程中熱量變化的實驗科學,屬于熱力學和化學熱力學的重要分支。其核心目标是通過實驗手段精确測量系統與環境之間傳遞的熱量(如反應熱、溶解熱、燃燒熱等),從而揭示能量轉化規律。
量熱計
量熱學依賴的核心儀器是量熱計,通過測量溫度變化計算熱量。例如:
熱力學基礎
遵循熱力學第一定律(能量守恒定律):
$$
Delta U = q + w
$$
式中,$Delta U$為内能變化,$q$為熱量,$w$為功。在恒定體積條件下,功$w=0$,熱量$q$等于内能變化;在恒定壓力下,熱量$q$對應焓變$Delta H$。
應用領域
量熱學數據為理論模型(如熱力學方程、動力學分析)提供實證基礎,是工程設計和科學研究中不可或缺的實驗工具。
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