焓(H)和熵(S)是熱力學中的兩個重要狀態參量。焓的定義式為:
焓: H = U + pV
其中,U 表示系統的內能,即系統內部的所有能量,p 是系統的壓力,V 是系統的體積。焓是體系中熱力學能再附加上 pV 這部分能量的一種能量。
熵的定義式為:
熵: S = klnΩ
其中,k 是玻爾茲曼常數,Ω 是系統的微觀狀態數。熵是體系混亂程度的度量,其大小反映系統所處狀態的穩定情況,熵的變化指明熱力學過程進行的方向。
焓和熵的關係可以通過吉布斯自由能(G)來表達,其公式為:
吉布斯自由能: G = H - TS
其中,T 是溫度。這個公式表明了在恆溫恆壓條件下,系統的吉布斯自由能變化與焓變和熵變的關係。