關于焓

2016-10-06 by:CAE仿真在線來源:互聯網

工程熱力學的學習工程中內能和焓是接觸的非常多的也是非常重要的兩個量,我所見到的教材都是直接定義焓值為

h=u+pv

wiki百科給出的解釋:焓是內能和體積的勒讓德變換。

字典里所給出的定義:單位質量的物質所含的全部熱能;是熱學中表示物質系統能量狀態的一個函數。

至于wiki 百科給出的定義學過工程熱力學的人很容易給出解釋,因為

du=Tds-pdv ==>du=Tds-d(pv)+vdp ==>d(u+pv)=Tds+vdp ==>dh=Tds+vdp。

雖然數學方法嚴謹,但卻不能給我們直觀的感受,我們現在遇到的問題是為什么內能和PV組合在一起?什么時候用內能,什么時候用焓值?焓的存在到底有何意義?關于第二個問題有人立馬會回答說“閉系用內能,開系用焓值”,但是為什么呢?其實之所以出現PV是因為PV是系統外部壓力做功的“勢函數”,外部壓力對系統做功的表面積分為AeraInt(pdv),在避免上顯然P同V的方向垂直,其點積為零,故只剩進出口,做的功就等于U+P1V1-U2-P2V2,故由此可定義新的狀態量,U+PV。

最近word的公式編輯器壞了,公式不好弄,影響心情。在一般的高等流體力學的能量方程的推導過程中大家可以更加清晰的看到焓的來歷,推薦朗道的《流體動力學》,對此人我只能說一句太強大了!

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