ГЛАВА III. Характеристические функции
§ 11. Энергия и энтальпия
а. Дифференциальные выражения для энергии и энтальпии.
Выведенное в § 10 соотношение между квазистатически подведенным теплом и увеличением энтропии можно использовать для преобразования дифференциальной формы первого закона [см. (3.1)]:
Подставляя в (11.1) соотношения
которые справедливы для квазистатических процессов, получаем
В это выражение не входят величины, характеризующие контакт системы с окружающей средой, а именно теплообмен и совершенная работа; оно содержит лишь различные параметры самой системы. Итак, когда энтропия и объем изменяются соответственно на
результирующее изменение энергии дается выражением (11.3).
Аналогичное соотношение можно вывести для энтальпии. Так как
подстановка выражения (11.3) дает
Сравнивая
мы видим, что различие заключается в том, что
и
обменялись ролями и, кроме того, вторые слагаемые имеют противоположные знаки. Из этих двух дифференциальных выражений
непосредственно вытекают основные свойства
которые мы вывели в § 5 и которые мы теперь применим к квазистатическим процессам.
1. Для адиабатического и квазистатического, а следовательно, и изэнтропического процесса
откуда
При изэнтропическом процессе обыкновенная и техническая работы равны соответственно уменьшению энергии и энтальпии.
2. Для процессов, происходяпдих при постоянном объеме
или постоянном давлении
увеличение энергии (соответственно энтальпии) равно подведенному теплу:
Выражения (11.3) и (11.4) можно использовать также для более точной количественной оценки величины температурного эффекта в явлениях Джоуля и Джоуля — Томсона, рассмотренных в § 4.