Физическая химия. Колпакова Н.А - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

46
ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
На практике рассмотрение изолированных систем и использование
(∆S)
U,V
в качестве критерия равновесия и направления процесса крайне не-
удобно, так как расчет изменения энтропии для изолированной системы за-
труднителен. Но с помощью энтропии можно вычислить другие функции —
энергию Гиббса (G) или энергию Гельмгольца (A), являющиеся критериями
равновесия и направления процесса при постоянных температуре и давлении
или при постоянных температуре и объеме.
Удобство использования этих термодинамических функций в качестве
критерия равновесия процесса связано с тем, что многие процессы химиче-
ской технологии протекают при постоянном давлении и температуре, если
они проводятся в открытых аппаратах, или при постоянном объеме и темпе-
ратуре, если они проводятся в закрытых аппаратах, например, в автоклавах.
Введение этих функций позволило создать сравнительно простой в математи-
ческом плане общий аппарат современной термодинамики.
4.1. ЭНЕРГИЯ ГИББСА (G)
Как показано ранее, объединенное уравнение первого и второго начала
термодинамики можно записать в виде соотношения (64):
TdS ≥ dU + pdV + δW',
где W
′
— полезная работа.
Решим это уравнение относительно полезной работы W
′
:
– δ
W
′
≥ dU – TdS + pdV. (83)
В обратимом процессе полезная работа имеет наибольшее значение и
называется максимально полезной работой –
m
W
′
. При постоянных парамет-
рах — давлении и температуре, — в случае обратимого процесса, неравенст-
во (83) превращается в равенство
– δ
max
W
′
= d(U – TS + pV), (84)
где правая часть этого равенства есть термодинамическая функция, обла-
дающая свойствами полного дифференциала. Эта функция называется энер-
гией Гиббса.
G = U + TS + pV, (85)
Из уравнения (84) вытекает физический смысл этой функции:

Страницы