Що таке ентальпія води. Ентальпія - що це таке простими словами

Ентальпія, також теплова функція і теплосодержание - термодинамічний потенціал, що характеризує стан системи в термодинамічній рівновазі при виборі в якості незалежних змінних тиску, ентропії і числа частинок.

Простіше кажучи, ентальпія - це та енергія, яка доступна для перетворення в теплоту при певних температурі і тиску.

Ухвалою цієї величини служить тотожність: H \u003d U + PV

Розмірність ентальпії-Дж / моль.

У хімії найчастіше розглядають изобарического процеси (P \u003d Const), і тепловий ефект в цьому випадку називають зміною ентальпії системи або ентальпії процесу :

В термодинамічній системі виділяється теплоту хімічного процесу домовилися вважати негативною (екзотермічний процес, Δ H < 0), а поглощение системой теплоты соответствует эндотермическому процессу, ΔH > 0.

ентропія

а для мимовільних

Залежність зміни ентропії від температури виражається законом Кірхгофа:

Для ізольованої системи зміна ентропії - критерій можливості самовільного протікання процесу. Якщо, то процес можливий; якщо, то в прямому напрямку процес неможливий; якщо, то в системі рівновагу.

Термодинамічні потенціали. Вільна енергія Гіббса і Гельмгольца.

Дл я характеристики процесів, що протікають в закритих системах, введемо нові термодинамічні функції стану: ізобарно-ізотермічний потенціал (вільна енергія Гіббса G) і ізохорно-ізотермічний потенціал (вільна енергія Гельмгольца F).

Для закритої системи, в якій здійснюється рівноважний процес при постійній температурі і об'ємі, висловимо роботу даного процесу. Яку позначимо А max (поскільки робота процесу, що проводиться равновесно, максимальна):

A max \u003d TΔS-ΔU

Введемо функцію F \u003d U-TS-ізохорно-ізотермічний потенціал, який визначає напрямок і межа мимовільного протікання процесу в закритій системі, що знаходиться в ізохорно-ізотермічних умовах і отримаємо:

Зміна енергії Гельмгольца визначається тільки початковим і кінцевим станом системи і не залежить від характеру процесу, оскільки воно визначається двома функціями стану: U і S. Нагадаємо, що від способу проведення процесу при переході системи з початкового в кінцевий стан може залежати величина отриманої або витраченої роботи , але не зміна функції.

Закриту систему, що знаходиться в ізобарно- ізотермічних умовах, характеризує ізобарно-ізотермічний потенціал G:

Діфференціаленергіі Гіббса для системи з постійним числом частинок, виражений у власних змінних - черездавленіеp ітемпературуT:

Для системи з змінним числом частинок цей диференціал записується так:

Тут -хімічний потенціал, який можна визначити як енергію, яку необхідно затратити, щоб додати в систему ще одну частинку.

Аналіз рівняння ΔG \u003d ΔH-TΔS дозволяє встановити, який із чинників, що становлять енергію Гіббса, відповідальний за напрямок протікання хімічної реакції, ентальпійного (ΔH) або ентропійний (ΔS · T).

якщо ΔH< 0 и ΔS > 0, то завжди ΔG< 0 и реакция возможна при любой температуре.

Якщо ΔH\u003e 0 і ΔS< 0, то всегда ΔG > 0, і реакція з поглинанням теплоти і зменшенням ентропії неможлива ні за яких умов.

В інших випадках (ΔH< 0, ΔS < 0 и ΔH > 0, ΔS\u003e 0) знак ΔG залежить від співвідношення ΔH і TΔS. Реакція можлива, якщо вона супроводжується зменшенням ізобарного потенціалу; при кімнатній температурі, коли значення T невелике, значення TΔS також невелика, і зазвичай зміна ентальпії більше TΔS. Тому більшість реакцій, що протікають при кімнатній температурі, екзотермічни. Чим вище температура, тим більше TΔS, і навіть ендотермічні реакції стають здійснюваними.

Під стандартною енергією Гіббса освіти ΔG °, розуміють зміна енергії Гіббса при реакції утворення 1 моль речовини, що знаходиться в стандартному стані. Це визначення має на увазі, що стандартна енергія Гіббса освіти простого речовини, стійкого в стандартних умовах, дорівнює нулю.

Зміна енергії Гіббса не залежить від шляху процесу, отже можна отримувати різні невідомі значення енергій Гіббса освіти з рівнянь, в яких з одного боку записані суми енергій продуктів реакції, а з іншого - суми енергій вихідних речовин.

При користуванні значеннями стандартної енергії Гіббса критерієм принципової можливості процесу в нестандартних умовах приймається умова ΔG °< 0, а критерием принципиальной невозможности - условие ΔG° > 0. У той же час, якщо стандартна енергія Гіббса дорівнює нулю, це не означає, що в реальних умовах (відмінних від стандартних) система буде в рівновазі.

Умови мимовільного протікання процесів в закритий системах:

розділи Див. також «Фізичний портал»

ентальпія, також теплова функція і теплосодержание - термодинамічний потенціал, що характеризує стан системи в термодинамічній рівновазі при виборі в якості незалежних змінних тиску, ентропії і числа частинок.

Простіше кажучи, ентальпія - це та енергія, яка доступна для перетворення в теплоту при певному постійному тиску.

Якщо термомеханічну систему розглядати як що складається з макротела (газу) і поршня площею S з вантажем вагою Р \u003d pS, Врівноважує тиск газу р всередині судини, то така система називається розширеної.

Ентальпія або енергія розширеної системи Е дорівнює сумі внутрішньої енергії газу U і потенційної енергії поршня з вантажем E піт \u003d pSx = pV

$H\; \backslash u003d\; E\; \backslash u003d\; U\; +\; pV$

Таким чином, ентальпія в даному стані являє собою суму внутрішньої енергії тіла і роботи, яку необхідно затратити, щоб тіло об'ємом V ввести в навколишнє середовище, Що має тиск р і знаходиться з тілом в рівноважному стані. ентальпія системи H - аналогічно внутрішньої енергії і іншим термодинамічним потенціалом - має цілком певне значення для кожного стану, тобто є функцією стану. Отже, в процесі зміни стану

$\backslash \backslash \; Delta\; H\; \backslash u003d\; H\_2-H\_1$ $\backslash \backslash \; Begin\; (align)$

\\ Mathrm (d) H & \u003d \\ mathrm (d) (U + pV) \\\\

& \u003d \\ Mathrm (d) U + \\ mathrm (d) (pV) \\\\ & \u003d \\ mathrm (d) U + (p \\, \\ mathrm (d) V + V \\, \\ mathrm (d) p) \\\\ & \u003d (\\ delta Qp \\, \\ mathrm (d) V) + (p \\, \\ mathrm (d) V + V \\, \\ mathrm (d) p) \\\\ & \u003d \\ delta Q + V \\, \\ mathrm ( d) p \\\\ & \u003d T \\, \\ mathrm (d) S + V \\, \\ mathrm (d) p

\\ End (align)

приклади

Неорганічні сполуки (при 25 ° C)
стандартна ентальпія освіти

хім з'єднання	Фаза (речовини)	Хімічна формула	Δ H f 0 кДж / моль
аміак	сольватованих	NH 3 (NH 4 OH)	−80.8
аміак	газоподібний	NH 3	−46.1
карбонат натрію	твердий	Na 2 CO 3	−1131
Хлорид натрію (сіль)	сольватованих	NaCl	−407
Хлорид натрію (сіль)	твердий	NaCl	−411.12
Хлорид натрію (сіль)	рідкий	NaCl	−385.92
Хлорид натрію (сіль)	газоподібний	NaCl	−181.42
Гідроксид натрію	сольватованих	NaOH	−469.6
Гідроксид натрію	твердий	NaOH	−426.7
нітрат натрію	сольватованих	NaNO 3	−446.2
нітрат натрію	твердий	NaNO 3	−424.8
Диоксид сірки	газоподібний	SO 2	−297
Сірчана кислота	рідкий	H 2 SO 4	−814
Діоксид кремнія	твердий	SiO 2	−911
діоксид азоту	газоподібний	NO 2	+33
монооксид азоту	газоподібний	NO	+90
вода	рідкий	H 2 O	−286
вода	газоподібний	H 2 O	−241.8
Диоксид вуглецю	газоподібний	CO 2	−393.5
водень	газоподібний	H 2	0
фтор	газоподібний	F 2	0
хлор	газоподібний	Cl 2	0
бром	рідкий	Br 2	0
бром	газоподібний	Br 2	30.73

Інваріантна ентальпія в релятивістської термодинаміки

Для такої системи «звичайна» ентальпія і імпульс системи $\backslash \backslash \; Vec\; g$ утворюють 4-вектор, і за визначення інваріантної ентальпії, однаковою у всіх системах відліку, береться інваріантна функція цього 4-вектора:

$H\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; sqrt\; (\backslash \backslash \; left\; (U\; +\; P\; \backslash \backslash ,\; V\; \backslash \backslash \; right)\; ^\; 2\; -c\; ^\; 2\; \backslash \backslash \; vec\; g\; ^\; 2)$

Основне рівняння релятивістської термодинаміки записується через диференціал інваріантної ентальпії наступним чином:

$dH\; \backslash u003d\; T\; \backslash \backslash ,\; dS\; +\; \backslash \backslash \; frac\; (V)\; (\backslash \backslash \; sqrt\; (1-v\; ^\; 2\; /\; c\; ^\; 2))\; \backslash \backslash ,\; dP\; +\; \backslash \backslash \; mu\; \backslash \backslash ,\; dN$

Користуючись цим рівнянням, можна вирішити будь-яке питання термодинаміки рухомих систем, якщо відома функція $H\; (S,\; P,\; N)$.

довідкові дані

Значення ентальпії утворення речовин та інші термодинамічні властивості можна дізнатися за посиланнями:,,, а також з книги «Короткий довідник фізико-хімічних величин».

Див. також

Напишіть відгук про статтю "Ентальпія"

Примітки

джерела

1. Болгарський А. В., Мухачев Г. А., Щукін В. К., «Термодинаміка і теплопередача» Изд. 2-е, перераб. і доп. М .: «Вища школа», 1975, 495 с.
2. Харін А. Н., Катаєва Н. А., Харіна Л. Т., під ред. проф. Харіна А. Н. «Курс хімії», М .: «Вища школа», 1975, 416 с.

Уривок, що характеризує Ентальпія

Княжна Марія дивилася на свою подругу, не розуміючи того, що вона говорила.
- Ах, якби хто-небудь знав, як мені все однаково тепер, - сказала вона. - Зрозуміло, я ні за що не бажала б виїхати від нього ... Алпатич мені говорив що то про від'їзд ... Поговоріть з ним, я нічого, нічого не можу і не хочу ...
- Я говорила з ним. Він сподівається, що ми встигнемо виїхати завтра; але я думаю, що тепер краще б було залишитися тут, - сказала m lle Bourienne. - Тому що, погодьтеся, chere Marie, потрапити в руки солдат або бунтівників мужиків на дорозі - було б жахливо. - M lle Bourienne дістала з ридикюля оголошення на неросійської незвичайною папері французького генерала Рамо про те, щоб жителі не покидали своїх будинків, що їм не забариться належне заступництво французькою владою, і подала її княжні.
- Я думаю, що краще звернутися до цього генерала, - сказала m lle Bourienne, - і я впевнена, що вам буде надано належну повагу.
Княжна Марія читала папір, і сухі ридання засмикали її обличчя.
- Через кого ви отримали це? - сказала вона.
- Ймовірно, дізналися, що я француженка по імені, - червоніючи, сказала m lle Bourienne.
Княжна Марія з папером в руці встала від вікна і з блідим обличчям вийшла з кімнати і пішла в колишній кабінет князя Андрія.
- Дуняша, Покличте мені Алпатич, Дронушку, кого небудь, - сказала княжна Мар'я, - і скажіть Амалії Карлівни, щоб вона не входила до мене, - додала вона, почувши голос m lle Bourienne. - Швидше їхати! Їхати швидше! - говорила княжна Мар'я, жахаючись думки про те, що вона могла залишитися у владі французів.
«Щоб князь Андрій знав, що вона у владі французів! Щоб вона, дочка князя Миколи Андрійовича Болконського, просила пана генерала Рамо надати їй заступництво і користувалася його благодіяннями! - Ця думка приводила її в жах, змушувала її здригатися, червоніти і відчувати ще не випробувані нею напади злості й гордості. Все, що тільки було важкого і, головне, образливого в її положенні, жваво уявлялося їй. «Вони, французи, оселяться в цьому будинку; пан генерал Рамо займе кабінет князя Андрія; буде для забави перебирати і читати його листи і папери. M lle Bourienne lui fera les honneurs de Богучарово. [Мадемуазель Бурьен буде приймати його з почестями в Богучарове.] Мені дадуть кімнатку з милості; солдати розорять свіжу могилу батька, щоб зняти з нього хрести і зірки; вони мені будуть розповідати про перемоги над росіянами, будуть удавано висловлювати співчуття моєму горю ... - думала княжна Мар'я не своїми думками, але почуваючись зобов'язаною думати за себе думками свого батька і брата. Для неї особисто було все одно, де б не залишатися і що б з нею не було; але вона відчувала себе в той же час представницею свого покійного батька і князя Андрія. Вона мимоволі думала їх думками і відчувала їх почуттями. Що б вони сказали, що б вони зробили тепер, то саме вона відчувала необхідним зробити. Вона пішла в кабінет князя Андрія і, намагаючись перейнятися його думками, обмірковувала своє становище.
Вимоги життя, які вона вважала знищеними зі смертю батька, раптом з новою, ще невідомої силою виникли перед княжною Марією і охопили її. Схвильована, червона, вона ходила по кімнаті, вимагаючи до себе то Алпатич, то Михайла Івановича, то Тихона, то Дрона. Дуняша, няня і всі дівчата нічого не могли сказати про те, якою мірою справедливо було те, що оголосила m lle Bourienne. Алпатич не було вдома: він поїхав до начальства. Покликаний Михайло Іванович, архітектор, який був до княжни Марії з заспаними очима, нічого не міг сказати їй. Він точно так само усміхаючись згоди, з якої він звик протягом п'ятнадцяти років відповідати, не виказуючи своєї думки, на звернення старого князя, відповідав на питання княжни Марії, так що нічого певного не можна було вивести з його відповідей. Покликаний старий камердинер Тихон, з опалим, а змарнілим обличчям, який мав на собі відбиток невиліковного горя, відповідав «слухаю з» на всі питання княжни Марії і ледь утримувався від ридань, дивлячись на неї.
І аж останній прийшов в кімнату староста Дрон і, низько вклонившись княжні, зупинився біля верхнього одвірка.
Княжна Марія пройшлася по кімнаті і зупинилася проти нього.
- Дронушка, - сказала княжна Марія, яка бачила в ньому безсумнівного одного, того самого Дронушку, який зі своєї щорічної поїздки на ярмарок в Вязьму привозив їй щоразу і з посмішкою подавав свій особливий пряник. - Дронушка, тепер, після нашого нещастя, - почала вона і замовкла, не в силах говорити далі.
- Все під богом ходимо, - зітхнувши, сказав він. Вони помовчали.
- Дронушка, Алпатич куди поїхав, мені нема до кого звернутися. Чи правду мені говорять, що мені і виїхати не можна?
- Чому ж тобі не їхати, ваша світлість, їхати можна, - сказав Дрон.
- Мені сказали, що небезпечно від ворога. Голубчик, я нічого не можу, нічого не розумію, зі мною нікого немає. Я неодмінно хочу їхати вночі або завтра рано вранці. - Дрон мовчав. Він спідлоба глянув на княжну Марію.
- Коней немає, - сказав він, - я і Яків Алпатич говорив.
- Чому ж ні? - сказала княжна.
- Все від божого покарання, - сказав Дрон. - Які коні були, під війська розібрали, а які подохли, нині рік який. Чи то коней годувати, а як би самим з голоду не вмерти! І так по три дні й не снідав сидять. Немає нічого, розорили вкрай.
Княжна Марія уважно слухала те, що він говорив їй.
- Мужики розорені? У них хліба немає? - запитала вона.
- Голодною смертю помирають, - сказав Дрон, - не те що підводи ...
- Так чому ж ти не сказав, Дронушка? Хіба не можна допомогти? Я все зроблю, що можу ... - Князівні Марії дивно було думати, що тепер, в таку хвилину, коли таке горе наповнювало її душу, могли бути люди багаті і бідні і що могли багаті не допомогти бідним. Вона смутно знала і чула, що буває панський хліб і що його дають мужикам. Вона знала теж, що ні брат, ні батько її не відмовили б в нужді мужикам; вона тільки боялася помилитися як небудь в словах щодо цієї роздачі мужикам хліба, яким вона хотіла розпорядитися. Вона була рада тому, що їй випала привід турботи, такий, для якої їй не соромно забути своє горе. Вона стала розпитувати Дронушку подробиці про потреби мужиків і про те, що є панського в Богучарове.
- Адже у нас є хліб панський, братове? - запитала вона.
- Панський хліб весь цілий, - з гордістю сказав Дрон, - наш князь не наказував продавати.
- Видай його мужикам, видай все, що їм потрібно: я тобі ім'ям брата дозволяю, - сказала княжна Мар'я.
Дрон нічого не відповів і глибоко зітхнув.
- Ти роздай їм цей хліб, якщо його досить буде для них. Все роздай. Я тобі наказую ім'ям брата, і скажи до них: Чого, що наше, то і їхнє. Ми нічого не пошкодуємо для них. Так ти скажи.
Дрон пильно дивився на княжну, в той час як вона говорила.
- Звільни ти мене, матінка, заради бога, вели від мене ключі прийняти, - сказав він. - Служив двадцять три роки, поганого не робив; звільни, заради бога.
Княжна Марія не розуміла, чого він хотів від неї і від чого він просив звільнити себе. Вона відповідала йому, що вона ніколи не сумнівалася в його відданості і що вона все готова зробити для нього і для мужиків.

Через годину після цього Дуняша прийшла до княжни зі звісткою, що прийшов Дрон і все мужики, за наказом княжни, зібралися у комори, бажаючи переговорити з госпожою.
- Так я ніколи не кликала їх, - сказала княжна Мар'я, - я тільки сказала Дронушке, щоб роздати їм хліба.
- Тільки заради бога, княжна матінка, накажіть їх прогнати і не ходіть до них. Все обман один, - говорила Дуняша, - а Яків Алпатич приїдуть, і поїдемо ... і ви не будьте ласкаві ...
- Який же обман? - здивовано запитала княжна
- Та вже я знаю, тільки послухайте мене, заради бога. Ось і няню хоч запитаєте. Кажуть, не згодні їхати за вашим наказом.
- Ти що-небудь не те кажеш. Так я ніколи не наказувала їхати ... - сказала княжна Мар'я. - Поклич Дронушку.
Прийшовши Дрон підтвердив слова Дуняши: мужики прийшли за наказом княжни.
- Так я ніколи не кликала їх, - сказала княжна. - Ти, мабуть, не так передав їм. Я тільки сказала, щоб ти їм віддав хліб.
Дрон, що не відповідаючи, зітхнув.
- Якщо накажете, вони підуть, - сказав він.

розділи Див. також «Фізичний портал»

Простіше кажучи, ентальпія - це та енергія, яка доступна для перетворення в теплоту при певному постійному тиску.

Якщо термомеханічну систему розглядати як що складається з макротела (газу) і поршня площею S (\\ displaystyle S) з вантажем вагою P \u003d p S (\\ displaystyle P \u003d pS), Врівноважує тиск газу p (\\ displaystyle p) всередині судини, то така система називається розширеної.

Ентальпія або енергія розширеної системи E (\\ displaystyle E) дорівнює сумі внутрішньої енергії газу U (\\ displaystyle U) і потенційної енергії поршня з вантажем E p o t \u003d p S x \u003d p V (\\ displaystyle E_ (pot) \u003d pSx \u003d pV)

H \u003d E \u003d U + p V. (\\ Displaystyle H \u003d E \u003d U + pV.)

Таким чином, ентальпія в даному стані являє собою суму внутрішньої енергії тіла і роботи, яку необхідно затратити, щоб тіло об'ємом V (\\ displaystyle V) ввести в навколишнє середовище, що має тиск p (\\ displaystyle p) і знаходиться з тілом в рівноважному стані. ентальпія системи H (\\ displaystyle H) - аналогічно внутрішньої енергії і іншим термодинамічним потенціалом - має цілком певне значення для кожного стану, тобто є функцією стану. Отже, в процесі зміни стану

Δ H \u003d H 2 - H 1. (\\ Displaystyle \\ Delta H \u003d H_ (2) -H_ (1).)

приклади

Неорганічні сполуки (при 25 ° C)
стандартна ентальпія освіти

хім з'єднання	Фаза (речовини)	Хімічна формула	Δ H f 0 кДж / моль
аміак	сольватованих	NH 3 (NH 4 OH)	−80.8
аміак	газоподібний	NH 3	−46.1
карбонат натрію	твердий	Na 2 CO 3	−1131
Хлорид натрію (сіль)	сольватованих	NaCl	−407
Хлорид натрію (сіль)	твердий	NaCl	−411.12
Хлорид натрію (сіль)	рідкий	NaCl	−385.92
Хлорид натрію (сіль)	газоподібний	NaCl	−181.42
Гідроксид натрію	сольватованих	NaOH	−469.6
Гідроксид натрію	твердий	NaOH	−426.7
нітрат натрію	сольватованих	NaNO 3	−446.2
нітрат натрію	твердий	NaNO 3	−424.8
Диоксид сірки	газоподібний	SO 2	−297
Сірчана кислота	рідкий	H 2 SO 4	−814
Діоксид кремнія	твердий	SiO 2	−911
діоксид азоту	газоподібний	NO 2	+33
монооксид азоту	газоподібний	NO	+90
вода	рідкий	H 2 O	−286
вода	газоподібний	H 2 O	−241.8
Диоксид вуглецю	газоподібний	CO 2	−393.5
водень	газоподібний	H 2	0
фтор	газоподібний	F 2	0
хлор	газоподібний	Cl 2	0
бром	рідкий	Br 2	0
бром	газоподібний	Br 2	30.73

Відео по темі

Див. також «Фізичний портал»

ентальпія, також теплова функція і теплосодержание - термодинамічний потенціал, що характеризує стан системи в термодинамічній рівновазі при виборі в якості незалежних змінних тиску, ентропії і числа частинок.

Простіше кажучи, ентальпія - це та енергія, яка доступна для перетворення в теплоту при певних температурі і тиску.

Якщо термомеханічну систему розглядати як що складається з макротела (газу) і поршня площею S з вантажем вагою Р \u003d pS, Врівноважує тиск газу р всередині судини, то така система називається розширеної.

Ентальпія або енергія розширеної системи Е дорівнює сумі внутрішньої енергії газу U і потенційної енергії поршня з вантажем E піт \u003d pSx = pV

Таким чином, ентальпія в даному стані являє собою суму внутрішньої енергії тіла і роботи, яку необхідно затратити, щоб тіло об'ємом V ввести в навколишнє середовище, що має тиск р і знаходиться з тілом в рівноважному стані. ентальпія системи H - аналогічно внутрішньої енергії і іншим термодинамічним потенціалом - має цілком певне значення для кожного стану, т. Е. Є функцією стану. Отже, в процесі зміни стану

приклади

Неорганічні сполуки (при 25 ° C)
стандартна ентальпія реакції

хім з'єднання	Фаза (речовини)	Хімічна формула	Δ H f 0 кДж / моль
аміак	сольватованих	NH 3 (NH 4 OH)	−80.8
аміак	газоподібний	NH 3	−46.1
карбонат натрію	твердий	Na 2 CO 3	−1131
Хлорид натрію (сіль)	сольватованих	NaCl	−407
Хлорид натрію (сіль)	твердий	NaCl	−411.12
Хлорид натрію (сіль)	рідкий	NaCl	−385.92
Хлорид натрію (сіль)	газоподібний	NaCl	−181.42
Гідроксид натрію	сольватованих	NaOH	−469.6
Гідроксид натрію	твердий	NaOH	−426.7
нітрат натрію	сольватованих	NaNO 3	−446.2
нітрат натрію	твердий	NaNO 3	−424.8
Диоксид сірки	газоподібний	SO 2	−297
Сірчана кислота	рідкий	H 2 SO 4	−814
Діоксид кремнія	твердий	SiO 2	−911
діоксид азоту	газообразующую	NO 2	+33
монооксид азоту	газоподібний	NO	+90
вода	рідкий	H 2 O	−286
вода	газоподібний	H 2 O	−241.8
Диоксид вуглецю	газоподібний	CO 2	−393.5
водень	газоподібний	H 2	0
фтор	газоподібний	F 2	0
хлор	газоподібний	Cl 2	0
бром	рідкий	Br 2	0
бром	газоообразний	Br 2	0

Інваріантна ентальпія в релятивістської термодинаміки

При побудові релятивістської термодинаміки (з урахуванням спеціальної теорії відносності) зазвичай найбільш зручним підходом є використання так званої інваріантної ентальпії - для системи, що знаходиться в деякому посудині.

При цьому підході температура визначається як Лоренц-інваріант. Ентропія - також інваріант. Оскільки стінки впливають на систему, найбільш природною незалежної змінної є тиск, в зв'язку з чим в якості термодинамічної потенціалу зручно брати саме ентальпію.

Для такої системи «звичайна» ентальпія і імпульс системи утворюють 4-вектор, і за визначення інваріантної ентальпії, однаковою у всіх системах відліку, береться інваріантна функція цього 4-вектора:

Основне рівняння релятивістської термодинаміки записується через диференціал інваріантної ентальпії наступним чином:

Користуючись цим рівнянням, можна вирішити будь-яке питання термодинаміки рухомих систем, якщо відома функція.

Див. також

джерела

1. Болгарський А. В., Мухачев Г. А., Щукін В. К., «Термодинаміка і теплопередача» Изд. 2-е, перераб. і доп. М .: «Вища школа», 1975, 495 с.
2. Харін А. Н., Катаєва Н. А., Харіна Л. Т., під ред. проф. Харіна А. Н. «Курс хімії», М .: «Вища школа», 1975, 416 с.

Примітки

Wikimedia Foundation. 2010 року.

Синоніми:

Дивитися що таке "Ентальпія" в інших словниках:

ентальпія - (від грецького enthalpo нагріваю), функція стану термодинамічної системи, зміна якої при постійному тиску дорівнює кількості теплоти, підведеної до системи, тому ентальпія називається часто теплової функцією або теплосодержанием. ... ... ілюстрований енциклопедичний словник

- (від грец. Enthalpo нагріваю) однозначна функція Н стану термодинамічної системи при незалежних параметрах ентропії S і тиску p, пов'язана з внутрішньою енергією U співвідношенням Н \u003d U + pV, де V обсяг системи. При постійному p зміна ... ... Великий Енциклопедичний словник

- (позначення Н), кількість термодинамічної (теплової) енергії, що міститься в речовині. У будь-якій системі ентальпія дорівнює сумі внутрішньої енергії і твори тиску на об'єм. Вимірюють в термінах зміни (зазвичай збільшення) кількості ... ... Науково-технічний енциклопедичний словник

Тепломісткість Словник російських синонімів. ентальпія ім., кол під синонімів: 1 теплосодержание (1) Словник синонімів ASIS ... Словник синонімів

- (від грец. Enthalpo нагріваю) екосистеми, функціональний стан екосистеми, що визначає її теплосодержание. Ентальпія екстенсивне властивість екосистеми. Екологічний енциклопедичний словник. Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської ... ... Екологічний словник

ентальпія - Функція стану термодинамічної системи, яка дорівнює сумі внутрішньої енергії і твори обсягу на тиск. Примітка Ентальпія є характеристичною функцією, якщо ентропія і тиск є незалежними параметрами. [Збірник ... ... Довідник технічного перекладача

- (від грец. Enthalpo нагріваю) (теплосодержание, теплова функція Гіббса), потенціал термодинамічний, що характеризує стан макроскопіч. системи в термодинамич. рівновазі при виборі в кач ве основних незалежних змінних ентропії S і ... ... фізична енциклопедія

- [ενυαλπω (ентальпія) нагріваю] функція стану Н, що дорівнює сумі внутрішньої енергії U і твори обсягу на тиск Vp (H + U + Vp). У процесах, що протікають при постійному тиску, ... ... геологічна енциклопедія

ентальпія - ентальпія; отрасл. теплосодержание; теплова функція Гіббса Функція стану системи (Н), що дорівнює величині внутрішньої енергії (U), складеної з твором обсягу на тиск; H \u003d U + pV ... Політехнічний термінологічний тлумачний словник

ентальпія - - це функція стану системи, приріст якої одно теплоті, отриманої системою в изобарном процесі. Загальна хімія: підручник / А. В. Жолнін ... хімічні терміни

Про якому я писав в цій статті, теплоенергетику доводиться стикатися рідко, то термін ентальпія, про який піде мова в статті, набагато більш часто вживаним на практиці.

Отже, що ж таке ентальпія? Якщо говорити зовсім спрощено, ентальпія - це енергія, яка доступна для перетворення в теплоту при певному постійному тиску. Коли я вчився в університеті, викладач пам'ятаю, говорив нам, що ентальпію умовно можна називати теплосодержанием, так як при постійному тиску зміна ентальпії дорівнює кількості теплоти, підведеної до системи.

І взагалі, сам термін ентальпія складений з давньогрецьких слів - тепло і приставки - в. Це поєднання слів можна розуміти як «нагрівати». А вперше в термодинаміку цей термін був введений вченим Д.Гіббсом. Ну це щоб зрозуміліше було, так як ентальпія, також до речі, як і ентропія, не може бути виміряна безпосередньо, як наприклад тиск або температура. Ентальпія визначається тільки розрахунковим шляхом. Тобто, образно кажучи, її не можна «помацати», «помацати».

Розглянемо більш докладно. Значення ентальпії речовини визначається з виразу:

i \u003d u + pu,

де u - внутрішня енергія; p, u - тиск і питомий об'єм робочого тіла в тому ж стані, для якого взято значення внутрішньої енергії.

Тобто, можна сказати, що ентальпія будь термодинамічної системи є сумою внутрішньої енергії системи і потенційної енергії джерела зовнішнього тиску.

Ентальпія знаходиться як сума величин, які визначаються станом речовини, являє собою функцію стану і вимірюється в Дж / кг. Найчастіше ентальпія у позасистемної системі вимірювань вимірюється в ккал / кг. Ентальпія є однією з допоміжних функцій, використання якої дозволяє значно спрощувати термодинамічні розрахунки. Так наприклад, величезна кількість процесів підведення теплоти в теплоенергетиці (в парових котлах, камерах згоряння газових турбін і реактивних двигунів, теплообмінних апаратах) здійснюється при постійному тиску. З цієї причини в таблицях термодинамічних властивостей зазвичай наводяться значення ентальпії.

У технічній термодинаміці користуються значеннями ентальпії, які відраховуються від умовно прийнятого нуля. Абсолютні значення цих величин досить важко визначити, тому що для цього необхідно врахувати всі складові внутрішньої енергії речовини при зміні його стану від 0 К. В таблицях і на діаграмах часто наводяться значення i і s, які відраховуються від 0 ° С.

На закінчення можна сказати, що ентальпія аналогічно внутрішньої енергії і іншим термодинамічних параметрів має цілком певне значення для кожного стану, тобто є функцією стану робочого тіла.