Термодинамика и статистическая физика. Розман Г.А. - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПсковГУ | Псков

Составители: 

Рубрика: 

38
Мы установили связь свободной энергии с энергоемкостью при по-
стоянном объеме и с коэффициентом сжимаемости.
Объясним происхождение названия “свободная энергия”. Из со-
отношения
pdVSdTdF −−=
следует, что в изотермическом процессе работа совершается не за счет
убыли внутренней энергии (как в адиабатном процессе), а за счет убыли
свободной энергии. Отсюда и произошло
название функции F – свобод-
ная энергия. Соответственно вторая часть внутренней энергии -
TS
по-
лучила название связанной энергии.
Выше мы утверждали, что в изохоро – изотермическом процессе
свободная энергия остается неизменной. Но это справедливо только в
обратимых процессах, когда формула 2-го закона термодинамики за-
писывается так
d S =
.
T
dQ
В случае необратимых процессов нужно писать знак неравенства:
dS
>
,
T
dQ
а поэтому ранее написанные формулы нужно переписать:
dU <T d S – p d V или d U +p d V –d S < 0.
В изохоро – изотермическом процессе d V=0 , d T =0 и последнее
неравенство можно записать так:
d( U – T S )< 0 или d F < 0,
что и утверждает, что в изохоро – изотермическом необратимом про-
цессе свободная энергия уменьшается и стремиться к минимуму. (Точно
также и внутренняя энергия в изохоро – адиабатическом необратимом
процессе не остается
постоянной, а уменьшается, стремясь к минимуму.
В этом особенность всех термодинамических потенциалов, за исключе-
нием энтропии, - все они в необратимых процессах уменьшаются, стре-
мясь к минимуму).
Уравнение Гиббса-Гельмгольца
Мы видим, что термодинамические потенциалы связаны друг с
другом. Знание одного позволяет определить другой. Это особенно вид-
но через посредство так называемого уравнения Гиббса – Гельмгольца.
Получим его. Исходя из определения свободной энергии (59) и второй
формулы (63), получаем:
                                                                  38
     Мы установили связь свободной энергии с энергоемкостью при по-
стоянном объеме и с коэффициентом сжимаемости.
     Объясним происхождение названия “свободная энергия”. Из со-
отношения
                           dF = −SdT − pdV
следует, что в изотермическом процессе работа совершается не за счет
убыли внутренней энергии (как в адиабатном процессе), а за счет убыли
свободной энергии. Отсюда и произошло название функции F – свобод-
ная энергия. Соответственно вторая часть внутренней энергии - TS по-
лучила название связанной энергии.
     Выше мы утверждали, что в изохоро – изотермическом процессе
свободная энергия остается неизменной. Но это справедливо только в
обратимых процессах, когда формула 2-го закона термодинамики за-
писывается так
                                 dQ
                             dS=    .
                                  T
В случае необратимых процессов нужно писать знак неравенства:
                                    dQ
                              dS >     ,
                                     T
а поэтому ранее написанные формулы нужно переписать:
              dU

Страницы