Энтальпия

Произведение PV можно отождествлять с работой, которую следует совершить, чтобы число некоторого объема V ввести в пространство с давлением P. Сумма внутренней энергии и потенциальной энергии давления называется энтальпией (теплосодержанием) H:.

H=U+PV,

где	H	–	энтальпия,
	P	–	давление,
	V	–	объем системы,
	U	–	внутренняя энергия.

Этот параметр характеризует энергоемкость рабочего тела. Чем выше энтальпия, тем большую энергию можно получить от каждого килограмма рабочего тела, например, пара или газа.

Энтропия

Отношение количества подведенной (или отведенной) на данном участке теплоты к температуре рабочего тела называется приведенной теплотой. Приведенная теплота считается положительной при теплоподводе и отрицательной – при теплоотводе. В курсе термодинамики доказывается, что для любого цикла сумма приведенных количеств теплоты оказывается равна 0. Это обстоятельство дает основание считать мерой изменения некоторой функции состояния и называется энтропией S:

Понятие энтропии позволяет ввести чрезвычайно удобную для анализа тепловых двигателей диаграмму состояния (рис. 8), в которой по абсциссе откладывают энтропию, а по ординате – абсолютную температуру.

Рис. 8. График изменения энтропии и температуры рабочего тела

Энтропия зависит только от двух параметров состояния газа (T и V) и не зависит от пути перехода газа из одного состояния в другое.

Энтропию, отнесенную к 1 кг газа, называют удельной энтропией газа, обозначается через S и выражается в Дж/⁰К.

Каждому состоянию газа соответствуют свои параметры T, V, P (рис. 9-11).

Рис. 9. Диаграммы циклов в координатах P-V и T-S

1-2 – сжатие воздуха от Р₁ до Р₂ – адиабата;

2-3 – подвод тепла q₁ при постоянном давлении (изобара);

3-4 – расширение рабочего тела (воздух + продукты сгорания)

в газовой турбине и реактивном сопле (адиабата):

от точки 3 до точки b – отдача работы в турбине,

от точки b до точки 4 – ускорение потока в сопле;

4-1 – изобара при давлении, равном атмосферному

Степень регенерации σ – отношение тепла полученного рабочим телом в регенераторе к теплу необходимому для его нагрева до температуры отработанных газов.

Точки T₁ = 15 ⁰С; T₂ = 198 ⁰С; T₃= 414 ⁰С; T₄= 780 ⁰С; T₅= 507 ⁰С.