Энтальпия

 

Одним из важнейших параметров в термодинамике является энтальпия.

Введение этого параметра упрощает рассмотрение процессов в тепловых двигателях, особенно при исследовании процессов, в которых рабочим телом является водяной пар.

Под энтальпией понимают энергию расширенной системы, состоящей из макротела (газа) и поршня с грузом, уравновешивающего давление газа внутри сосуда, куда заключен газ.

Энтальпия равна сумме внутренней энергии системы и потенциальной энергии поршня с грузом

(2.21)

Физический смысл энтальпии поясним на следующем примере.

Рассмотрим расширенную систему, включающую газ в цилиндре и поршень с грузом общим весом (рисунок 2.3).

 

Рисунок 3.

 

 

Энергия этой системы складывается из внутренней энергии газа и потенциальной энергии поршня с грузом:

В условиях равновесия эту систему можно выразить через параметры состояния газа

Получаем, что , т.е. энтальпию можно трактовать как энергию расширенной системы.

Так как входящие в уравнение (2.21) величины являются функциями состояния, то и сама энтальпия является функцией состояния.

Также как внутренняя энергия, работа и теплота энтальпия измеряется в джоулях.

.

Удельная энтальпия представляет собой энтальпию системы, содержащей 1 кг вещества

. (2.22)

Энтальпия может быть представлена в виде функции двух любых параметров состояния

. (2.23)

Так как между энтальпией и внутренней энергией существует связь , то выбор начала отсчета одной из них не произволен: в точке, принятой за начало отсчета внутренней энергии.

Например, для воды при и , , а .