Тогда для конечного процесса

.

Таким образом, физический смысл энтальпии состоит в том, что в изобарных процессах ее изменение равно теплоте, погло­щенной или отданной системой.

Энтальпия идеального газа, так же, как и внутренняя энер­гия, является функцией только температуры и не зависит от объема и давления (поскольку не принимаются во внимание силы взаимодействия между молекулами):

При подводе или отводе теплоты температура любого тела соответственно повышается или понижается. Исследования по­казали, что для одинакового повышения температуры различ­ных тел требуется разное количество теплоты, т. е. способность тел поглощать теплоту зависит от их свойств и природы. Так появились понятия теплоемкости газов и газовых смесей.

Количество теплоты, которое необходимо сообщить телу, имеющему единичную массу, для нагревания его на 1 °С, назы­вается его удельной теплоемкостью с.

Теплоемкость твердых и жидких тел зависит от температуры, при которой они подвергаются нагреванию. Однако для неболь­ших диапазонов температур изменения теплоемкости незначи­тельны, поэтому ее можно считать постоянной. Что касается теплоемкости газов, то она изменяется не только с температу­рой и давлением, при которых происходит их нагревание, но и в зависимости от внешних условий в процессе нагревания.

Количество теплоты, которое необходимо подвести для на­гревания единицы массы газа на 1 °С при постоянном давлении, называется удельной теплоемкостью с_р при постоянном дав­лении. Количество же теплоты, требующееся для нагревания единицы массы газа на 1 °С при постоянном объеме, называет­ся удельной теплоемкостью c_v при постоянном объеме.

Кроме того, следует отличать среднюю теплоемкость тела от истинной. Если для нагревания единицы массы тела от темпера­туры требуется подвести количество теплоты q, то вели­чина называется средней удельной теплоемкостью тела в диапазоне температур от . При уменьшении разно­сти температур средняя удельная теплоемкость тела прибли­жается к истинной. Если для повышения температуры единицы массы тела на бесконечно малую величину dt необходимо подве­сти к нему количество теплоты, равное то величина называется истинной удельной теплоемкостью тела.

При нагревании любого тела при постоянном объеме вся теплота, подводимая к нему, затрачивается только на повыше­ние температуры, или увеличение его внутренней энергии. При нагревании тела при постоянном давлении теплота расходуется не только на повышение температуры, но и на преодоление внешнего давления, так как тело при нагревании расширяется. Следовательно, в последнем случае к нему необходимо подво­дить большее количество теплоты, чем в первом. Это означает, что теплоемкость с_р при постоянном давлении больше теплоем­кости при постоянном объеме.

Если единицу массы газа нагревать от абсолютного нуля до температуры Т при постоянном объеме, то количество теплоты, которое нужно подвести к нему, или количество теплоты, вос­принятое газом, будет соответствовать его внутренней энергии:

(2.9)

Если же единицу массы газа нагревать от абсолютного нуля до температуры Т при постоянном давлении, то количество теп­лоты, которое следует подвести к нему, будет соответствовать его удельной энтальпии:

Подставляя в уравнение (2.6) вместо du величину c_vdT со­гласно (2.9), а вместо dl величину pdV₀ из (2.7), получим

(2.10)

Преобразовав уравнение (2.10), получим

(2.11)

Правая часть уравнения (2.11) представляет собой полный дифференциал некоторой функции, независимыми переменны­ми которой являются Обозначив эту функцию s, а ее бес­конечно малое приращение ds и подставив последнюю величи­ну в уравнение (2.11), получим

где s — удельное выражение величиныS, которую Р. Клаузиус назвал энтропией, что означает «превращение». В современной теплотехнике эта величина играет чрезвычайно важную роль, особенно в вопросах, связанных с исследованиями тепловых процессов.

Таким образом, можно записать

(2.12)

Следовательно, энтропия представляет собой такую величи­ну, бесконечно малое приращение которой равно отношению бесконечно малого приращения теплоты к абсолютной темпе­ратуре, при которой эта теплота подводилась к телу.

Из равенств (2.12) следует, что энтропия есть не что иное, как один из сомножителей в выражении для определения тепловой энергии. В теплотехнике условно принимают, что для любого тела при атмосферном давлении и температуре -273 °С, или О К, энтропия равна нулю (S₀ = 0). Для других же состояний энтро­пия рассматривается как положительное или отрицательное приращение относительно ее нулевого значения. Следователь­но, энтропию можно рассматривать как функцию состояния термодинамической системы.