Энтальпія

Энтальпі́я, ці цеплазмяшчальнасць (стар.-грэч.: ἐνθάλπω [enthálpō] — «награваю») — поўная энергія сістэмы, у дадзеным выпадку такая энергія, якую магчыма цалкам перавесці ў цеплыню.

Гісторыя з'яўлення паняцця

Самыя раннія працы, звязаныя з гэтай велічынёй з'явіліся ў 1875, калі Дж. Гібс (1839—1903) увёў «цепллавую функцыю сталага ціску». Аднак Гібс не карыстаўся словам «энтальпія» ў сваіх працах.

Само слова «энтальпія» упершыню з'яўляецца ў навуковай літаратуры ў 1909 у публікацыі Дж. Дальтона (1766—1844). Згодна гэтай публікацыі па прапанове Гайкэ Камерлінг-Онэса^[1] (1853—1926) назва «энтальпія» была замацавана за гэтай велічынёй.

Абазначэнне

На працягу многіх гадоў для абазначэння энтальпіі выкарыстоўваліся розныя знакі. У 1922 годзе А. Портэр прапанаваў сімвал ${\displaystyle H}$ (ад англ.: heat content — цеплазмяшчальнасць) як агульнапрыняты стандарт, які выкарыстоўваецца і па сённяшні дзень^[1]. У тэрмадынаміцы таксама шырока карыстаюцца абазначэннем энтальпіі літарай ${\displaystyle I}$.

Размернасць энтальпіі у Міжнароднай сістэме адзінак СІ — джоўль (Дж).

Фізічны сэнс энтальпіі

Энтальпія складаецца з сумы ўнутранай энергіі і здабытку ціску на аб'ём^[2]:

${\displaystyle H=U+pV.}$

Энтальпія — з'яўляецца экстэнсіўнай велічынёй (залежыць ад масы і аб'ёму сістэмы), то бок мае ўласцівасць адытыўнасці. Каб зрабіць яе інтэнсіўнай велічынёй трэба падзяліць яе абсалютнае значэнне на масу цела:

${\displaystyle u={\frac {U}{m}}\,;\quad h={\frac {H}{m}}\,;\quad v={\frac {V}{m}}.}$

Тады на адзінку масы рэчыва [Дж/кг] формула для энтальпіі мае выгляд:

${\displaystyle h=u+pv,}$

дзе

• ${\displaystyle h}$ — удзельная энтальпія [Дж/кг],
• ${\displaystyle u}$ — удзельная ўнутраная энергія [Дж/кг],
• ${\displaystyle p}$ — ціск [Па],
• ${\displaystyle v}$ — удзельны аб’ём [м³/кг].

Змяненне энтальпіі

На практыцы, у асноўным, разлічваюць толькі змяненне энтальпіі каб, напрыклад, вызначыць страты энергіі.

Змяненне энтальпіі ў дыферэнцыяльнай форме:

${\displaystyle \mathrm {d} H=\mathrm {d} U+d(pV)=TdS-pdV+pdV+Vdp=TdS+Vdp.}$

Энтальпія ёсць функцыя стану сістэмы — яе змяненне не залежыць ад спосабу пераходу ў канцавы стан сістэмы з пачатковага.

У ізабарным працэсе (p=const) змяненне энтальпіі тоесна колькасці цеплыні, перададзенай сістэме, тады ураўненне прымае выгляд:

${\displaystyle dH=dQ=TdS,}$

таму энтальпію яшчэ называюць цеплавой функцыяй.

Пры сталым ціску энтальпію таксама выражаюць праз цеплаёмістасць цела:

${\displaystyle dH=C_{p}dT}$

ці

${\displaystyle dH=c_{p}mdT}$

дзе:

• ${\displaystyle c_{p}}$ — удзельная цеплаёмістасць цела пры сталым ціску [кДж/(кг∙К)],
• ${\displaystyle m}$ — маса цела [кг].

Гл. таксама

• Энергія
• Унутраная энергія
• Цеплыня
• Энтрапія

Зноскі

1. Howard, Irmgard K. H Is for Enthalpy, Journal of Chemical Education, vol. 79, Issue 6, p.697 (англ.)
2. Хрусталев Б. М. Несенчук А.П. Романюк В. Н. Техническая термодинамика: в 2-х частях. Ч.1. — Мінск: Технопринт, 2004. — С. 72. — 487 с. — ISBN 985-464-547-9.

Літаратура

• Хрусталев Б. М. Несенчук А. П. Романюк В. Н. Техническая термодинамика: в 2-х частях. Ч.1 — Мінск: Технопринт, 2004. — С. 72. — 487 с. — ISBN 985-464-547-9.
• Бурдаков В. П. Термодинамика — Москва: Дрофа, 2009., ч.1., 479 с.
• Ишлинский А. Ю. Новый политехнический словарь- Москва: Большая Российская энциклопедия, 2000.,671 с.