www.wikidata.uk-ua.nina.az

Термодинамічні потенціали Термодинамі чні потенціа ли набір функцій стану термодинамічної системи який характеризує її п

Термодинамічні потенціали

Термодинамі́чні потенціа́ли — набір функцій стану термодинамічної системи, який характеризує її поведінку при термодинамічних процесах. У випадку внутрішньої енергії і вільної енергії, їхня зміна у самочинних процесах дорівнює виконаній системою роботі.

До термодинамічних потенціалів належить внутрішня енергія, ентальпія, вільна енергія (потенціал Гельмгольца), вільна ентальпія (потенціал Ґіббса) та інші.

З чотирьох основних фізичних величин, які характеризують термодинамічну систему: тиску, об'єму, температури й ентропії, термодинамічні потенціали залежать тільки від двох. Дві інші визначаються, як похідні від термодинамічних потенціалів. Наприклад, знаючи вільну енергію, яка є функцією об'єму й температури, можна знайти тиск, встановивши, таким чином, рівняння стану.

В статистичній фізиці термодинамічні потенціали розраховуються або моделюються. Експериментальні залежності термодинамічних потенціалів від своїх параметрів для конкретних речовин можна знайти в довідниках, що використовуються в теплофізиці.

Внутрішня енергія

Внутрішня енергія, як термодинамічний потенціал є функцією об'єму й ентропії: . Для диференціала внутрішньої енергії справедливе основне співвідношення

Таким чином, знаючи залежність вільної енергії від об'єму й ентропії можна визначити тиск і температуру тіла.

В цій формулі й надалі індекс вказує, що часткова похідна визначається при умові сталості позначеної індексом змінної (у цьому випадку — ентропії).

Аналогічно

Вільна енергія

Вільна енергія, яку також називають вільною енергією Гельмгольца, визначається, як

Вільна енергія зазвичай використовується для опису ізотермічних процесів і є функцією об'єму й температури тіла: .

Таким чином,

Ентальпія

Ентальпія або теплова функція визначається, як

Ентальпія використовується для опису ізобарних процесів, тобто процесів, які відбуваються при сталому тиску. Ентальпія залежить від тиску й від ентропії системи:

Якщо процес проходить при сталому тиску, то приріст ентальпії дорівнює переданій тілу теплоті dQ = TdS.

Таким чином,

Вільна енергія Ґіббса

Вільна енергія Ґіббса, яку ще називають просто термодинамічним потенціалом (у вузькому значенні слова), визначається, як

Вільна енергія Ґіббса є функцією тиску й температури

У випадку системи із змінним числом частинок вільна енергія Ґіббса залежить окрім тиску й температури від числа частинок

де  — хімічний потенціал і-го типу частинок.

Рівність змішаних похідних

Вважаючи термодинамічні потенціали неперервними функціями своїх змінних та використовуючи рівність змішаних похідних функцій багатьох змінних, можна встановити важливі співвідношенням між похідними термодинамічних змінних. Так, використовуючи вільну енергію:

Співвідношення Максвелла


Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

Джерела

  • Федорченко А. М. Квантова механіка, термодинаміка і статистична фізика // Теоретична фізика. — К. : Вища школа, 1993. — Т. 2. — 415 с.
  • Залевски К. Феноменологическая и статистическая термодинамика. — М. : Мир, 1973. — 168 с.
  • Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Часть 1 // Теоретическая физика. — М. : Физматлит, 2005. — Т. 5. — 616 с.

Примітки

  1. В статистичній фізиці цей вираз використовується для означення температури.

Див. також

Посилання

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Termodinami chni potencia li nabir funkcij stanu termodinamichnoyi sistemi yakij harakterizuye yiyi povedinku pri termodinamichnih procesah U vipadku vnutrishnoyi energiyi i vilnoyi energiyi yihnya zmina u samochinnih procesah dorivnyuye vikonanij sistemoyu roboti Do termodinamichnih potencialiv nalezhit vnutrishnya energiya entalpiya vilna energiya potencial Gelmgolca vilna entalpiya potencial Gibbsa ta inshi Z chotiroh osnovnih fizichnih velichin yaki harakterizuyut termodinamichnu sistemu tisku ob yemu temperaturi j entropiyi termodinamichni potenciali zalezhat tilki vid dvoh Dvi inshi viznachayutsya yak pohidni vid termodinamichnih potencialiv Napriklad znayuchi vilnu energiyu yaka ye funkciyeyu ob yemu j temperaturi mozhna znajti tisk vstanovivshi takim chinom rivnyannya stanu V statistichnij fizici termodinamichni potenciali rozrahovuyutsya abo modelyuyutsya Eksperimentalni zalezhnosti termodinamichnih potencialiv vid svoyih parametriv dlya konkretnih rechovin mozhna znajti v dovidnikah sho vikoristovuyutsya v teplofizici Zmist 1 Vnutrishnya energiya 2 Vilna energiya 3 Entalpiya 4 Vilna energiya Gibbsa 5 Rivnist zmishanih pohidnih 6 Spivvidnoshennya Maksvella 7 Dzherela 8 Primitki 9 Div takozh 10 PosilannyaVnutrishnya energiya RedaguvatiDokladnishe Vnutrishnya energiyaVnutrishnya energiya yak termodinamichnij potencial ye funkciyeyu ob yemu j entropiyi U U V S displaystyle U U V S Dlya diferenciala vnutrishnoyi energiyi spravedlive osnovne spivvidnoshennya d U P d V d Q P d V T d S displaystyle dU PdV dQ PdV TdS Takim chinom znayuchi zalezhnist vilnoyi energiyi vid ob yemu j entropiyi mozhna viznachiti tisk i temperaturu tila P U V S displaystyle P left frac partial U partial V right S V cij formuli j nadali indeks vkazuye sho chastkova pohidna viznachayetsya pri umovi stalosti poznachenoyi indeksom zminnoyi u comu vipadku entropiyi Analogichno T U S V displaystyle T left frac partial U partial S right V 1 Vilna energiya RedaguvatiDokladnishe Vilna energiya GelmgolcaVilna energiya yaku takozh nazivayut vilnoyu energiyeyu Gelmgolca viznachayetsya yak F U T S displaystyle F U TS Vilna energiya zazvichaj vikoristovuyetsya dlya opisu izotermichnih procesiv i ye funkciyeyu ob yemu j temperaturi tila F F V T displaystyle F F V T d F P d V S d T displaystyle dF PdV SdT Takim chinom P F V T displaystyle P left frac partial F partial V right T S F T V displaystyle S left frac partial F partial T right V Entalpiya RedaguvatiDokladnishe EntalpiyaEntalpiya abo teplova funkciya viznachayetsya yak H U P V displaystyle H U PV Entalpiya vikoristovuyetsya dlya opisu izobarnih procesiv tobto procesiv yaki vidbuvayutsya pri stalomu tisku Entalpiya zalezhit vid tisku j vid entropiyi sistemi H H P S displaystyle H H P S d H V d P T d S displaystyle dH VdP TdS Yaksho proces prohodit pri stalomu tisku to pririst entalpiyi dorivnyuye peredanij tilu teploti dQ TdS Takim chinom V H P S displaystyle V left frac partial H partial P right S T H S P displaystyle T left frac partial H partial S right P Vilna energiya Gibbsa RedaguvatiDokladnishe Vilna energiya GibbsaVilna energiya Gibbsa yaku she nazivayut prosto termodinamichnim potencialom u vuzkomu znachenni slova viznachayetsya yak G U T S P V displaystyle G U TS PV Vilna energiya Gibbsa ye funkciyeyu tisku j temperaturi G G P T displaystyle G G P T d G V d P S d T displaystyle dG VdP SdT V G P T displaystyle V left frac partial G partial P right T S G T P displaystyle S left frac partial G partial T right P U vipadku sistemi iz zminnim chislom chastinok vilna energiya Gibbsa zalezhit okrim tisku j temperaturi vid chisla chastinok d G V d P S d T i m i d N i displaystyle dG VdP SdT sum i mu i dN i de m i mu i himichnij potencial i go tipu chastinok m i G N i T P displaystyle mu i left frac partial G partial N i right T P Rivnist zmishanih pohidnih RedaguvatiVvazhayuchi termodinamichni potenciali neperervnimi funkciyami svoyih zminnih ta vikoristovuyuchi rivnist zmishanih pohidnih funkcij bagatoh zminnih mozhna vstanoviti vazhlivi spivvidnoshennyam mizh pohidnimi termodinamichnih zminnih Tak vikoristovuyuchi vilnu energiyu P T V S V T displaystyle left frac partial P partial T right V left frac partial S partial V right T Spivvidnoshennya Maksvella RedaguvatiDokladnishe Spivvidnoshennya Maksvella termodinamika T V S P S V displaystyle left frac partial T partial V right S left frac partial P partial S right V S V T P T V displaystyle left frac partial S partial V right T left frac partial P partial T right V S P T V T P displaystyle left frac partial S partial P right T left frac partial V partial T right P T P S V S P displaystyle left frac partial T partial P right S left frac partial V partial S right P Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Dzherela RedaguvatiFedorchenko A M Kvantova mehanika termodinamika i statistichna fizika Teoretichna fizika K Visha shkola 1993 T 2 415 s Zalevski K Fenomenologicheskaya i statisticheskaya termodinamika M Mir 1973 168 s Landau L D Lifshic E M Statisticheskaya fizika Chast 1 Teoreticheskaya fizika M Fizmatlit 2005 T 5 616 s Primitki Redaguvati V statistichnij fizici cej viraz vikoristovuyetsya dlya oznachennya temperaturi Div takozh RedaguvatiTermodinamichnij stanPosilannya RedaguvatiTERMODINAMIChNI POTENCIALI Farmacevtichna enciklopediya Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Termodinamichni potenciali amp oldid 39499477