Entalpie

Entalpia este o funcție de stare a unui sistem termodinamic. Ea este legată de alte mărimi termodinamice fundamentale prin relația:

H = U − ∑ i = 1 n X i x i {\displaystyle \quad H=U-\sum _{i=1}^{n}X_{i}\,x_{i}\,}

unde U {\displaystyle U\,} este energia internă; sistemul considerat are n {\displaystyle n\,} grade de libertate mecanice, x = ( x 1 , . . . , x n ) {\displaystyle x=\left(x_{1},...,x_{n}\right)\,} sunt variabilele de poziție, iar X = ( X 1 , . . . , X n ) {\displaystyle X=\left(X_{1},...,X_{n}\right)\,} variabilele de forță generalizată conjugate.

Notația folosită de fizicieni pentru entalpie este H {\displaystyle H\,} dar în literatura tehnică se folosește mult notația I {\displaystyle I\,} [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19] în timp ce notația H {\displaystyle H\,} este folosită pentru diferențe (căderi) de entalpie.[2][3][6][11][19] Ambele notații erau admise în standardele române.[20]

Variația entalpiei într-o transformare termodinamică la variabile de forță constante (pentru un fluid, o transformare izobară) este egală cu energia transferată către sistem în cursul transformării sub formă de căldură.[21]

Exprimată ca funcție de parametrii de stare temperatură și variabilele de forță, entalpia este un potențial termodinamic.

Istoric și terminologie

Gibbs a introdus conceptul care va fi denumit ulterior entalpie cu notația H de la Heat Function. Denumirea entalpie a fost dată de Heike Kamerling-Ones. Conceptul este uneori atribuit incorect lui Benoit Clapeyron și lui Rudolf Clausius care au introdus relația Clausius-Clapeyron.

Entalpia unui fluid

Fie o cantitate de fluid, care poate fi un amestec de c {\displaystyle c\,} componente de specii chimice diferite. O stare de echilibru a acestui sistem este complet descrisă de variabilele entropie S {\displaystyle S\,} presiune p {\displaystyle p\,} și cantitățile în care sunt prezente componentele sale N = ( N 1 , . . . , N c ) {\displaystyle N=\left(N_{1},...,N_{c}\right)\,} . Cantitățile N = ( N 1 , . . . , N c ) {\displaystyle N=\left(N_{1},...,N_{c}\right)\,} pot fi exprimate în unități de masă, număr de moli sau chiar număr de molecule.

Entalpia H ( S , p , N ) = U + p V {\displaystyle H\left(S,p,N\right)=U+pV\,} este un potențial termodinamic. Diferențiala totală

d H = T d S + V d p + ∑ k = 1 c μ k d N k {\displaystyle dH=T\,dS+V\,dp+\sum _{k=1}^{c}\mu _{k}\,dN_{k}\,}

furnizează ecuațiile de stare

( ∂ H ∂ S ) p , { N k } = T , ( ∂ H ∂ p ) S , { N k } = V , ( ∂ H ∂ N j ) S , p , { N k ≠ j } = μ j . {\displaystyle \left({\frac {\partial H}{\partial S}}\right)_{p,\{N_{k}\}}=T,\quad \left({\frac {\partial H}{\partial p}}\right)_{S,\{N_{k}\}}=V,\quad \left({\frac {\partial H}{\partial N_{j}}}\right)_{S,p,\{N_{k\neq j}\}}=\mu _{j}.}

Note

  1. ^ ***, Hütte: Manualul inginerului, vol I, București: Editura AGIR, 1947
  2. ^ a b it Momi Bartorelli, Le moderne turbine a gas, Milano: Editore Ulrico Hoepli, 1949
  3. ^ a b de Constantin Zietemann, Die Dampfturbinen, Berlin / Göttingen / Heidelberg: Springer-Verlag, 1955
  4. ^ Remus Răduleț ș.a., Lexiconul Tehnic Român, București: Editura Tehnică, 1957–1966.
  5. ^ Virgil Barbu, Mașini frigorifice, București: Editura Didactică și Pedagogică, 1965
  6. ^ a b Karl Schröder ș.a., Centrale termoelectrice de putere mare, vol. II–III, București: Editura Tehnică, 1965–1971
  7. ^ Bazil Popa ș.a. Manualul inginerului termotehnician, vol I–III, București: Editura Tehnică, 1984–1986
  8. ^ Corneliu Burducea ș.a., Centrale nuclearoelectice de putere mare, București: Editura Tehnică, 1974
  9. ^ Costin Moțoiu, Centrale termo și hidroelectrice, București: Editura Tehnică, 1974
  10. ^ Ioan Vlădea Tratat de termodinamică tehnică și transmiterea căldurii, București: Editura Didactică și Pedagogică, 1974
  11. ^ a b Titus Grecu, Mircea Cârdu, Ioan Nicolau, Turbine cu abur, București: Editura Tehnică, 1976
  12. ^ Nicolae Dănilă - Centrale nucleare electrice, București: Editura Academiei RSR, 1973.
  13. ^ Bazil Popa, Helmuth Theil, Teodor Mădărășan Schimbătoare de căldură industriale, București: Editura Tehnică, 1977
  14. ^ Kuzman Ražnjević, Tabele și diagrame termodinamice, București: Editura Tehnică, 1978
  15. ^ Aureliu Leca ș.a., Procese de transfer de căldură și masă în instalațiile industriale, București: Editura Tehnică, 1982
  16. ^ Nicolae Pănoiu, „Cazane de abur”, București: Editura Didactică și Pedagogică, 1982
  17. ^ Constantin C, Neaga, Tratat de generatoare cu abur, vol I: București: Editura AGIR, 2001, ISBN: 973-8130-67-0, vol. II: București: Editura Matrix Rom, 2002, ISBN: 973-685-650-0, vol. III: București: Editura Printech, 2005, ISBN: 973-718-262-6
  18. ^ Corneliu Ungureanu ș.a. Combustibili, instalații de ardere, cazane, Timișoara: Editura „Politehnica”, 2006, ISBN 973-9389-21-0
  19. ^ a b Gavril Creța, Tratat de inginerie termică: Turbine cu abur și cu gaze, București: Editura AGIR, 2011, ISBN: 978-973-720-367-0
  20. ^ STAS 1647-85 Căldură. Terminologie și simboluri.
  21. ^ Țițeica, pp. 36–37; Zemanski și Dittman, pp. 252–257.

Bibliografie

  • Șerban Țițeica: Termodinamica, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, 1982.
  • M.W. Zemanski și R.H. Dittman: Heat and Thermodynamics, McGraw-Hill, 1997, ISBN 0-07-017059-2. Ebook.
  • Zoltán Gábos, Oliviu Gherman, Termodinamica și fizica statistică, Editura Didactica și Pedagogica, 1964
  • George C. Moisil: Termodinamica, Editura Academiei RSR, București, 1988.
  • I.G. Murgulescu și R. Vîlcu: Introducere în chimia fizică, Vol. III Termodinamica chimică, Editura Academiei Republicii Socialiste România, 1982.
  • Stoian Petrescu, Valeria Petrescu: Principiile termodinamicii - Evoluție, fundamentări, aplicații, Editura Tehnică, București, 1983
  • Ion M. Popescu: Fizica - Termodinamica, Editura Politehnica Press, București, 2002
  • V. Kirillin, V. Sîcev, A. Șeindlin: Termodinamica, Editura Științifică și Enciclopedică, 1985, (traducere din limba rusă)

Vezi și

v • d • m
Fizică statistică
Termodinamică
Calorimetrie • Capacitate termică • Căldură latentă • Ciclu termodinamic • Ciclul Carnot • Ciclul Clausius-Rankine • Coeficient de transformare adiabatică • Constanta universală a gazului ideal • Echilibru termodinamic • Energie internă • Energie liberă • Entalpie • Entalpie liberă • Entropia radiației electromagnetice • Entropia termodinamică (după Carathéodory) • Entropie • Entropie termodinamică • Evaporare • Fază (termodinamică) • Fierbere • Formula lui Planck • Fracție molară • Gaz ideal • Gaz perfect • Gaz real • Legea Boyle-Mariotte • Legea Dulong-Petit • Legea lui Avogadro • Legea lui Dalton • Legea lui Henry • Legea lui Raoult • Legile de deplasare ale lui Wien • Legile lui Kirchhoff (radiație) • Lema lui Carathéodory (termodinamică) • Mărimi molare de exces • Paradoxul lui Gibbs (termodinamică) • Perpetuum mobile • Potențial chimic • Potențial termodinamic • Presiune de vapori • Principiile termodinamicii • Principiul al doilea al termodinamicii • Principiul al doilea al termodinamicii: Planck versus Carathéodory • Principiul al treilea al termodinamicii • Principiul întâi al termodinamicii • Principiul zero al termodinamicii • Proces adiabatic • Punct de fierbere • Punct de topire • Radiație termică • Relația lui Mayer • Rezonatorul lui Planck • Sistem termodinamic • Temperatură • Termochimie • Termodinamică • Transformare Legendre • Transformare termodinamică • Termodinamică chimică •
Mecanică statistică
Teorie cinetică