Термодинамика (Сборник рефератов). Черный А.А. - 30 стр.

      При реальных (необратимых) адиабатических процессах энтропия воз-
растает, достигая максимальное значения в состоянии равновесия.
      Термодинамические потенциалы. Определение энтропии позволяет
написать следующие выражения для дифференциалов внутренней энергии и
энтальпии:
      dU = TdS~pdV, dH=TdS+ Vdp. (5)
      Отсюда видно, что естественными независимыми параметрами состоя-
ния для функций U и Н являются соответственно пары S, Vn S,p. Если же
вместо энтропии в качестве независимого параметра используется темпера-
тура, то для описания системы более удобны свободная энергия (Гелъмголъ-
цева энергия, или изохорно-изотермический потенциал) F' — U— TS (для пе-
ременных Г и V) и термодинамический потенциал G = Н— TS для перемен-
ных Тир (Гиббсоеа энергия, или изобарно-изотермический потенциал), диф-
ференциалы которых равны
      dF = - SdT-pdV, dG = -SdT+ Vdp. (6)
      Функции состояний U, И, F и G называются потенциалами термоди-
намическими системы для соответствующих пар независимых переменных.
Метод термодинамических потенциалов (Дж. Гиббс, 1874— 1878), основан-
ный на совместном применении 1-го и 2-го начал Т., позволяет получить ряд
важных термодинамических соотношений между различными физическими
свойствами системы. Так, использование независимости вторых смешанных
производных от порядка дифференцирования приводит к связи между тепло-
ёмкостями ср и cv, коэффициентом теплового расширения и изотермическим
коэффициентом сжатия к соотношению между изотермическим и адиабати-
ческим коэффициентами сжатия          и т. п. Из условия, что изолированная
система в равновесном состоянии обладает максимальным значением энтро-
пии, вытекает условие минимальности термодинамических потенциалов в
равновесном состоянии по отношению к произвольным малым отклонениям
от равновесия при фиксированных значениях соответствующих независимых
переменных. Это приводит к важным неравенствам (условиям устойчивости),
в частности, ср > cv > 0 (см. Устойчивость термодинамическая).
      Третье начало термодинамики. Энтропия определяется согласно 2-
му началу Т. дифференциальным соотношением (4), то есть определяется с
точностью до постоянного слагаемого, которое хотя и не зависит от темпера-
туры, но могло бы быть различным для разных тел в состоянии равновесия.
Соответствующие неопределённые слагаемые существуют и у термодинами-
ческих потенциалов. В. Нернст (1906) на основе своих электрохимических
исследований пришёл к выводу, что эти слагаемые должны быть универсаль-
ными: они не зависят от давления, агрегатного состояния и других характе-
ристик вещества. Этот новый, следующий из опыта принцип обычно называ-
ется третьим началом термодинамики или тепловой теоремой Нернста. М.
Планк (1911) показал, что оно равносильно условию: энтропия всех тел в со-
стоянии равновесия стремится к нулю по мере приближения к абсолютному
нулю температуры, поскольку универсальную константу в энтропии можно
положить равной нулю. Из 3-го начала термодинамики следует, в частности,
                                    30