Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика Коллок-2.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
664.58 Кб
Скачать

32. Термодинамические потенциалы

Все расчеты в термодинамике основываются на использовании функций состояния – термодинамических потенциалов. Каждому набору параметров – свой термодинамический потенциал. Изменения потенциалов определяют либо совершаемую системой работу, либо получаемую системой теплоту.

Используем TdS ≥ d’Q (обратимые и необратимые процессы). Термодинамические потенциалы являются функциями состояния Þ приращение любого из потенциалов равно полному дифференциалу функции, которой он выражается.

1.Внутренняя энергия u

dU = TdSpdV Þ (JU/JS)v = T; (JU/JV)s = - p Þ dQ = dU + dA Þ без теплообмена dA = - dU Þ

A = U1 – U2, т.о., работа равна убыли внутренней энергии.

При V = const Þ d’Q = dU Þ Cv = (JU/JT)v.

2. Свободная энергия f

Обратимый изотермический процесс Þ dA = - dU + TdS = - d(UTS) Þ F = U - TS – свободная энергия тела Þ dA = - dF Þ A = F1 – F2 (T = const, обратимый) При изотермических процессах F – аналог U при

адиабатических процессах. Необратимые процессы dQ < TdSÞdA = dQdU, T = const, необр. Þ A < F1 – F2 Þ убыль свободной энергии определяет верхний предел количества работы, которую может совершить система при изотермическом процессе.

Необратимый процесс, протекающий при постоянных температуре и объеме, сопровождается уменьшением свободной энергии тела. По достижении равновесия F не меняется с t Þ при неизменных V и T – равновесное состояние – при F минимальной.

3. Энтальпия H

p = const Þ dQ = dU + pdV = d(U + pV) Þ H = U + pV энтальпия или тепловая функция Þ dQ = dH Þ Q = H2 – H1 Þ dH = TdSpdV + pdV + Vdp = TdS + Vdp Þ энтальпия есть термодинамический потенциал в переменных S и р.

При постоянном давлении энтальпия аналогична внутренней энергии при постоянном объеме.

4. Термодинамический потенциал Гиббса G

Т/д потенциал Гиббса определяется так: G = HTS = U + pVTSÞ (полный дифференциал) dG = TdS + VdpTdSSdT = VdpSdT Þ (JG/Jp)T = V; (JG/JT)p = -S Þ d(U + pVTS)/dt = dG/dt £ 0 (T = const; p = const) Þ необратимый процесс, протекающий при постоянных Т и р, сопровождается уменьшением G. По достижении равновесия G перестает изменяться с t Þ при неизменных Т и р - равновесное состояние

– состояние, при котором G минимален.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]