2.3.4. Ентальпія

1. Термін «ентальпія»* введений в науковий обіг Х. Камерлінґ – Оннесом.

Ентальпія – термодинамічна функція стану, параметр стану, «тепловміст», теплова функція Ґіббса, термічний потенціал.

2. Ентальпія – термодинамічний потенціал, що характеризує стан термодинамічної системи при виборі в якости основних незалежних змінних ентропії S і тиску р:

Н = Н (S, p, N, x_i ), (2.22)

де N – число частинок системи;

x_i – інші параметри.

При N, х_і =const ентальпія як термодинамічний потенціал визначається так:

Н = Н (S, p).

3. Ентальпія має розмірність [Дж], а її питомі характеристики:

а) масова [Дж/кг] (2.23) б) об’ємна [Дж/м³] ; [Дж/нм³] (2.24)

 від гр. «enthalpo-» – нагріваю

 Цей термін дає привід до невірного розуміння фізичного смислу цієї величини, бо створюється враження, що вона характеризує «кількість енергії в формі тепла в тілі».

в) мольна [Дж/моль], (2.25)

де n – кількість молей [моль].

4. Ентальпія – є параметр стану, бо визначається через два основних параметри р,T:

Н = Н (р, Т), (2.26)

але можливе визначення і через інші термодинамічні параметри:

H = H (p, V); H = H (V, T); H = H (T, S); H = H (p, S); … (2.27)

Тобто ентальпія є однозначною функцією стану фізичної системи, однозначною функцією незалежних змінних, визначаючих цей стан.

5. Ентальпія пов’язана з внутрішньою енергією U і потенціальною енергією тиску (рV) (роботу, яку необхідно витратити, щоб ґаз з об’ємом V внести в середовище з тиском р):

через абсолютні значення величин Н = U +pV; (2.28)

через питомі характеристики h = u + pv , (2.29)

де рV, рv – потенціальна енергія тиску.

2.3.5. Ентропія

1. Поняття ентропії вперше введено в науковий обіг Р. Клаузіусом (1865 р.) для визначення міри необоротнього розсіяння енергії.

Ентропія – це є міра нерівновагового стану системи, процесів; міра необоротности системи, процесу; міра відхилення властивостей реального ґазу від ідеального; міра термодинамічної ймовірности здійснення, знаходження системи в даному термодинамічному стані тощо.

2. Ентропія є чисто математичною величиною і простий фізичний смисл її непросто визначити. Так, процес перетворення тепла в роботу відповідає загальній фізичній закономірности – другому началу термодинаміки, який можна сформулювати точно математично, якщо ввести особливу функцію стану – ентропію S. Для цього необхідно і достатньо, щоби вираз Клаузіуса:

[Дж/К] (2.30)

уявляв собою повний диференціал функції термодинамічного стану S (диференціальне визначення ентропії).

3. Розмірність питомої ентропії:

а) масової [Дж/(кг·К)] ; (2.31)

б) об’ємної [Дж/(м³·К)]; [Дж/(нм³·К)]; (2.32)

в) мольної [Дж/(моль·К)], де n – кількість молей [моль]. (2.33)