7.2. Энтальпия
Энтальпия – функция состояния термодинамической системы, равная сумме внутренней энергии и произведения удельного объема на давление:
h = u + р.
Энтальпия идеального газа зависит только от температуры. Изменение удельной энтальпии в процессе идеального газа подсчитывается по формуле:
.
Приближенная формула (cр = const):
h1-2 = cp(t2 – t1).
7.3. Энтропия
Энтропия – функция состояния термодинамической системы, полный дифференциал dS которой при элементарном обратимом термодинамическом процессе равен отношению бесконечно малого количества теплоты dQ, сообщенного системе, к термодинамической температуре системы Т:
,
Дж/К.
Для 1 кг рабочего тела энтропия равна:
,
Дж/(кг
К).
Так как энтропия является функцией состояния, то ее изменение при осуществлении произвольного термодинамического процесса определяется как разность между конечным и начальным значениями:
.
Следовательно, для любого обратимого замкнутого термодинамического процесса, т.е. цикла, изменение энтропии равно нулю:
.
Выведем формулы для расчета изменения энтропии.
Первый закон термодинамики для закрытой термодинамической системы записывается в виде:
,
где
;
;
.
Тогда
.
Из уравнения
состояния идеального газа
имеем:
.
Следовательно,
.
Интегрируя это дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными для процесса 1-2 при с = const, получим:
. (1)
Остальные два соотношения для определения изменения энтропии получаем путем замены одного из параметров состояния через два других по соотношению параметров:
.
Подставляя последнее соотношение в (1), получим:
.
Из уравнения
Майера:
.
Следовательно,
. (2)
Из соотношения
параметров имеем:
.
Подставляя последнее соотношение в (2), получим:
.
Из уравнения
Майера:
.
Следовательно,
. (3)