ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

| Категория реферата: Рефераты по физике
| Теги реферата: налоги и налогообложение, культура конспект
| Добавил(а) на сайт: Кружков.

[pic]

Это значит, что работа, совершенная телом, зависит только от начального и конечного состояний тела. Следовательно, свободная энергия есть функция состояния.
Очевидно, что при [pic] [pic] С другой стороны работа, производимая телом при обратимом изотермическом процессе, может быть представима в виде

[pic]
Следовательно,

[pic] (11)
Возьмем дифференциал от функции (11).

[pic] (12)
Из сравнения с (2) заключаем, что естественными переменными для свободной энергии являются Т и V. В соответствии с (3)

[pic] [pic] (13)

Заменим в (4)[pic]на dU + рdV и разделим получившееся соотношение на dt
(t - время). В результате получим, что

[pic] (14)
Если температура и объем остаются постоянными, то соотношение (14) может быть преобразовано к виду

[pic] [pic] (15)
Из этой формулы следует, что необратимый процесс, протекающий при постоянных температуре и объеме, сопровождается уменьшением свободной энергии тела. По достижении равновесия F перестает меняться со временем.
Таким образом, при неизменных Т и V равновесным является состояние, для которого свободная энергия минимальна.

4. Термодинамический потенциал Гиббса

Термодинамическим потенциалом Гиббса называется функция состояния, определяемая следующим образом:

[pic] (16)
Ее полный дифференциал равен

[pic] (17)
Следовательно, естественными переменными для функции G являются р и Т.
Частные производные этой функции равны

[pic] [pic] (18)

Если температура и давление остаются постоянными, соотношение (14) можно записать в виде

[pic] [pic] (19)
Из этой формулы следует, что необратимый процесс, протекающий при постоянных температуре и давлении, сопровождается уменьшением термодинамического потенциала Гиббса. По достижении равновесия G перестает изменяться со временем. Таким образом, при неизменных Т и р равновесным является состояние, для которого термодинамический потенциал Гиббса минимален.

5.Энтальпия

Если процесс происходит при постоянном давлении, то количество получаемой телом теплоты можно представить следующим образом:

[pic] (20)
Функцию состояния

[pic] (21) называют энтальпией или тепловой функцией. Из (20) и (21) вытекает, что количество теплоты, получаемой телом в ходе изобарического процесса, равно

[pic] (22) или в интегральной форме

[pic] (23)
Следовательно, в случае, когда давление остается постоянным, количество получаемой телом теплоты равно приращению энтальпии.

Дифференцирование выражения (21) с учетом (5) дает

[pic] (24)
Отсюда заключаем, что энтальпия есть термодинамическая функция в переменных
S и р. Её частные производные равны

[pic] [pic] (25)