Главная > Физика > Введение в молекулярную физику и термодинамику
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

б. Свободная энергия и поверхностное натяжение.

Мы уже использовали понятие свободной энергии при обсуждении явлений, связанных с поверхностным натяжением (см. часть I, § 7). Рассмотрим пленку на -об-разной рамке (см. часть I, фиг. 2, г). Работа, совершаемая пленкой, когда она перемещает подвижную перекладину на расстояние равна в этом случае выражение (12.3) принимает вид

Итак, внешняя работа, совершаемая пленкой при квазистатическом изотермическом уменьшении площади поверхности, равна убыли свободной энергии:

Величина 7 является постоянной, не зависящей от площади пленки, следовательно, поверхностное натяжение равно свободной энергии единицы плоиади, т. е. поверхностной плотности свободной энергии. Если же площадь уменьшается адиабатически, то пленка совершает внешнюю работу за счет энергии

При помощи этого примера мы можем также оценить ошибку, которую мы совершили бы, если спутали энергию и свободную энергию. Согласно (11.15), имеем

В котором мы можем написать вместо ибо не зависит от . Согласно (12.7), имеем

где опять можно написать Для воды (при ). Итак, при

Таким образом, изотермически совершенная внешняя работа, а следовательно, и уменьшение свободной энергии в этом случае меньше, чем уменьшение энергии, ибо во время стягивания пленка часть своей энергии отдает в форме тепла.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление