Entalopiya va entalpiya va entalpiyani aniqlash xususiyatlari

Reja:

1. 
   Entalpiya
   
2. 
   Entalopiya va entalpiya
   
3. 
   Entalpiya va entalpiyani aniqlash xususiyatlari
   

1.Entalpiya

Ko'pgina termodinamik hisoblar termodinamik jismlarning energiya yoki kaloriya holati parametrlari (hisoblash orqali olingan holat funktsiyalari) deb ataladigan qo'shimcha xususiyatlaridan foydalanish orqali osonlashtiriladi. Ushbu holat parametrlari bu nomni oldi, chunki ularning o'lchamlari [J] yoki [kkal] energiya birligini o'z ichiga oladi. Biz ulardan ba'zilari bilan allaqachon tanishganmiz: entropiya S [J/K] va ichki energiya U [J]. Endi entalpiya bilan tanishamiz.
Termodinamikaning birinchi qonuni (3.35) ifodasini shaklda yozamiz

(3,38)

Tenglikda (3.38) yig'indisi (u + Pv) holatning funktsiyasi yoki holatning energiya parametri bo'lib, u entalpiya deb ataldi va h [J/kg] harfi bilan belgilandi, yunoncha entalpiyadan tarjima qilingan - I' m isitish, parametr 1909 yilda G. Kamerling- Onnes tomonidan kiritilgan

(3,39)

(3.39) ifodada h - solishtirma entalpiya , tananing butun massasi uchun umumiy entalpiya H [J] harfi bilan belgilanadi va quyidagicha hisoblanadi.

(3.40)

Umumiy entalpiya H qo'shilish (summatsiya) xususiyatlariga ega, chunki ichki energiya U va hajm V ekstensiv miqdorlar, bosim P esa intensiv miqdordir. Maxsus entalpiya h intensiv miqdorning xususiyatlariga ega. Entalpiya energiya (kaloriya) parametrlarini bildiradi.
Entalpiya ma'lum bir jismoniy ma'noga ega. 3.7-rasmdan foydalanib, entalpiyaning fizik ma'nosini sharhlaylik. Pistonli tsilindr P bosimida gazni o'z ichiga oladi. Pistondagi gaz bosimi tashqi kuch ta'siri F bilan muvozanatlanadi, ya'ni. tizim muvozanatda. Bunday tizimning gaz energiyasini ikkita energiya yig'indisi sifatida ifodalash mumkin: gazning ichki energiyasi - U va gazning potentsial energiyasi, bu to'ldirish uchun sarflangan gaz bosimini muvozanatlashtiradigan tashqi kuchlarning ishi bilan tavsiflanadi. gaz bilan ma'lum hajm.

Potensial energiyaning gaz tomonidan olinishini silindrdagi pistonni harakatga keltirish uchun sarflangan tashqi kuchlarning ish ko'rinishida, uni gaz bilan to'ldirishda doimiy bosim nol hajm V = 0 dan V hajmgacha ko'rinishida tasvirlash mumkin. tsilindrni gaz bilan to'ldirganda, ish bajarildi, keyin gazning energiyasi bu ish miqdori bilan ortadi. Bu gaz bosimining potentsial energiyasi bo'lib, u tashqi kuch F mahsuloti va pistonning siljishi x yoki gaz bosimi va uning hajmining 0 dan V gacha o'zgarishi mahsuloti sifatida hisoblanadi.

Natijada, bunday tizimning umumiy energiyasi U+PV yig'indisi ekanligini va bu H=U+PV entalpiyasi ekanligini aniqladik.
Shunday qilib, entalpiya kengaytirilgan tizimning umumiy energiyasi bo'lib, ichki energiya va tashqi energiya - bosim potentsial energiyasining yig'indisini ifodalaydi.
Har qanday holat parametri singari, entalpiya ham har qanday mustaqil holat parametrlari juftligi bilan aniqlanishi mumkin.
Entalpiya tushunchasidan foydalanib, termodinamikaning birinchi qonunini quyidagicha yozish mumkin

(3.41)

(3,42)

(3.41) ifodadan ko'rinib turibdiki, entalpiya izobar jarayonlarda issiqlikni aniqlashda foydalanish qulay (P=const) ∂q _p =dh _p .
Jismning izobar issiqlik sig'imi entalpiya o'zgarishining kattaligi yordamida ham hisoblanishi mumkin

Shuni e'tiborga olish kerakki, (3.43) ifoda faqat izobar jarayonlar uchun amal qiladi, ya'ni. _{entalpiya farqini faqat R=const dh p} =C _p dT da izobar issiqlik sig'imi va harorat o'zgarishi mahsuloti sifatida hisoblash mumkin . Umuman olganda, entalpiyaning o'zgarishini har qanday mustaqil holat parametrlari juftligidan entalpiyaning qisman hosilalari bilan ifodalangan to'liq differentsial sifatida ifodalash mumkin. Masalan, entalpiyaning o'zgarishini uning bosim va haroratga bog'liqligi orqali ifodalaymiz

(3,44)

Biz olgan birinchi atama uchun (3.43) ifoda yordamida

(3,45)

Entalpiyani aniqlashda, ichki energiyaga kelsak, mos yozuvlar nuqtasi tanlanadi. Entalpiya mos yozuvlar parametrlarini tanlash o'zboshimchalik bilan bo'lsa-da, chunki termodinamikada uning mutlaq qiymati emas, balki farq muhim, shuni yodda tutish kerakki, mos yozuvlar kelib chiqishi va ichki energiya va entalpiya o'zaro bog'liqdir. Demak, agar u _o = 0 bo'lsa, u holda bir xil sharoitlarda h _o = P _o v _o > u _o .
h, s diagrammasi amaliyotda keng qo'llaniladi. Buning uchun entalpiya va entropiyaning kelib chiqishi bir xil holat parametrlari bilan tanlanadi. h, s-diagrammasi yordamida issiqlik energetikasidagi asosiy jarayonlar oson grafik tarzda ifodalanadi va hisoblab chiqiladi: izobarik, adiabatik va ishqalanish va drosselning qaytarilmasligi ham baholanadi.