ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
– 26 –
ôëþèäîâ), íåîáõîäèìî ìèíèìèçèðîâàòü ìèíóñ ýíòðîïèþ ñ ôèê-
ñèðîâàííûì îáúåìîì è âíóòðåííåé ýíåðãèåé ïðèðîäíîé ñèñòåìû
–S(U, V). Îïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû â ñèñòåìàõ ñ çàäàííûì äàâëå-
íèåì è òåïëîñîäåðæàíèåì (ñìåøåíèå, îõëàæäåíèå, íàãðåâ, ãîðå-
íèå) âîçìîæíî ñ ïîìîùüþ ìèíèìèçàöèè ìèíóñ ýíòðîïèè â èçî-
áàðíûõ óñëîâèÿõ ñ ôèêñèðîâàííîé ýíòàëüïèåé –S(H, P). Â ìàãìà-
òè÷åñêèõ ïðîöåññàõ äàâëåíèå ìîæåò îïðåäåëÿòüñÿ òàêæå è âíå-
øíèìè óñëîâèÿìè, íî òåìïåðàòóðà çàâèñèò îò ýíòðîïèè èëè ýí-
òàëüïèè ìàãìû è ðåæèìà åå êðèñòàëëèçàöèè. Ïîýòîìó ôàêòîðîì
ðàâíîâåñèÿ ìàãìàòè÷åñêèõ ñèñòåì, â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé èõ
ñóùåñòâîâàíèÿ, ìîæåò áûòü äàâëåíèå è ýíòðîïèÿ H(S, P) èëè äàâ-
ëåíèå è ýíòàëüïèÿ –S(H, P).
Íàïîìíèì, ÷òî ïðè ïîñòîÿííûõ òåìïåðàòóðå è äàâëåíèè äâè-
æóùåé ñèëîé âñåõ ïðîöåññîâ ÿâëÿåòñÿ èçîáàðíî-èçîòåðìè÷åñêèé
ïîòåíöèàë.  1961 ã. êîìèññèÿ ïî ñèñòåìàòèêå è íîìåíêëàòóðå ÷èñ-
òîé è ïðèêëàäíîé õèìèè ðåêîìåíäîâàëà íàçûâàòü ýòó âåëè÷èíó ñâî-
áîäíîé ýíåðãèåé Ãèááñà è îáîçíà÷àòü G.  ñîñòîÿíèè ðàâíîâåñèÿ
èçìåíåíèå ñâîáîäíîé ýíåðãèè ðàâíî íóëþ.
2.2. ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÇÀÊÎÍÛ ÒÅÐÌÎÄÈÍÀÌÈÊÈ
Ïåðâûé çàêîí òåðìîäèíàìèêè – ýòî çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåð-
ãèè. Åãî ïðîñòåéøàÿ ôîðìóëèðîâêà äëÿ èçîëèðîâàííîé ñèñòåìû
èìååò âèä
U = const, (2.1)
ãäå U – âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, ÿâëÿþùàÿñÿ ôóíêöèåé ñîñòîÿíèÿ.
Îäíàêî â ïðàêòè÷åñêîì ñìûñëå ôîðìóëà (2.1) áåñïîëåçíà, ò.ê.
íåâîçìîæíî îïðåäåëèòü àáñîëþòíîå çíà÷åíèå ýíåðãèè, êîòîðàÿ
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñêàëÿðíóþ ìåðó äâèæåíèÿ è õàðàêòåðèçóåò ïî-
òåíöèàëüíóþ ñïîñîáíîñòü ñèñòåìû ïåðåäàòü ýòî äâèæåíèå â âèäå
òåïëîòû èëè ðàáîòû îêðóæàþùåé ñðåäå. Â äåéñòâèòåëüíîñòè ìîæ-
íî íàéòè ëèøü èçìåíåíèå ýíåðãèè â ïðîöåññå âçàèìîäåéñòâèÿ ðàñ-
ñìàòðèâàåìîé ñèñòåìû ñ äðóãèìè òåëàìè. Ïîýòîìó ðàñïðîñòðà-
íåííîé ñòàëà ñëåäóþùàÿ ôîðìóëèðîâêà ïåðâîãî çàêîíà òåðìîäè-
íàìèêè:
– 26 –
ôëþèäîâ), íåîáõîäèìî ìèíèìèçèðîâàòü ìèíóñ ýíòðîïèþ ñ ôèê-
ñèðîâàííûì îáúåìîì è âíóòðåííåé ýíåðãèåé ïðèðîäíîé ñèñòåìû
–S(U, V). Îïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû â ñèñòåìàõ ñ çàäàííûì äàâëå-
íèåì è òåïëîñîäåðæàíèåì (ñìåøåíèå, îõëàæäåíèå, íàãðåâ, ãîðå-
íèå) âîçìîæíî ñ ïîìîùüþ ìèíèìèçàöèè ìèíóñ ýíòðîïèè â èçî-
áàðíûõ óñëîâèÿõ ñ ôèêñèðîâàííîé ýíòàëüïèåé –S(H, P). Â ìàãìà-
òè÷åñêèõ ïðîöåññàõ äàâëåíèå ìîæåò îïðåäåëÿòüñÿ òàêæå è âíå-
øíèìè óñëîâèÿìè, íî òåìïåðàòóðà çàâèñèò îò ýíòðîïèè èëè ýí-
òàëüïèè ìàãìû è ðåæèìà åå êðèñòàëëèçàöèè. Ïîýòîìó ôàêòîðîì
ðàâíîâåñèÿ ìàãìàòè÷åñêèõ ñèñòåì, â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé èõ
ñóùåñòâîâàíèÿ, ìîæåò áûòü äàâëåíèå è ýíòðîïèÿ H(S, P) èëè äàâ-
ëåíèå è ýíòàëüïèÿ –S(H, P).
Íàïîìíèì, ÷òî ïðè ïîñòîÿííûõ òåìïåðàòóðå è äàâëåíèè äâè-
æóùåé ñèëîé âñåõ ïðîöåññîâ ÿâëÿåòñÿ èçîáàðíî-èçîòåðìè÷åñêèé
ïîòåíöèàë.  1961 ã. êîìèññèÿ ïî ñèñòåìàòèêå è íîìåíêëàòóðå ÷èñ-
òîé è ïðèêëàäíîé õèìèè ðåêîìåíäîâàëà íàçûâàòü ýòó âåëè÷èíó ñâî-
áîäíîé ýíåðãèåé Ãèááñà è îáîçíà÷àòü G.  ñîñòîÿíèè ðàâíîâåñèÿ
èçìåíåíèå ñâîáîäíîé ýíåðãèè ðàâíî íóëþ.
2.2. ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÇÀÊÎÍÛ ÒÅÐÌÎÄÈÍÀÌÈÊÈ
Ïåðâûé çàêîí òåðìîäèíàìèêè – ýòî çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåð-
ãèè. Åãî ïðîñòåéøàÿ ôîðìóëèðîâêà äëÿ èçîëèðîâàííîé ñèñòåìû
èìååò âèä
U = const, (2.1)
ãäå U – âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, ÿâëÿþùàÿñÿ ôóíêöèåé ñîñòîÿíèÿ.
Îäíàêî â ïðàêòè÷åñêîì ñìûñëå ôîðìóëà (2.1) áåñïîëåçíà, ò.ê.
íåâîçìîæíî îïðåäåëèòü àáñîëþòíîå çíà÷åíèå ýíåðãèè, êîòîðàÿ
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñêàëÿðíóþ ìåðó äâèæåíèÿ è õàðàêòåðèçóåò ïî-
òåíöèàëüíóþ ñïîñîáíîñòü ñèñòåìû ïåðåäàòü ýòî äâèæåíèå â âèäå
òåïëîòû èëè ðàáîòû îêðóæàþùåé ñðåäå. Â äåéñòâèòåëüíîñòè ìîæ-
íî íàéòè ëèøü èçìåíåíèå ýíåðãèè â ïðîöåññå âçàèìîäåéñòâèÿ ðàñ-
ñìàòðèâàåìîé ñèñòåìû ñ äðóãèìè òåëàìè. Ïîýòîìó ðàñïðîñòðà-
íåííîé ñòàëà ñëåäóþùàÿ ôîðìóëèðîâêà ïåðâîãî çàêîíà òåðìîäè-
íàìèêè:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- …
- следующая ›
- последняя »
