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

б. Термодинамический потенциал.

Выше мы выяснили смысл названия «свободная энтальпия», однако чтобы понять смысл второго названия, мы должны расширить область применения термодинамики. До сих пор все наши исследования относились к постоянному количеству вещества и мы рассматривали лишь изменения таких параметров, как Выясним как следует обобщить наши результаты, чтобы

количество вещества также могло быть использовано в качестве переменного параметра.

В качестве единицы мы выбираем 1 кмоль исследуемого вещества и будем обозначать буквой число килограмм-молей. Как мы уже видели в § 1—9, гюлные значения экстенсивных параметров пропорциональны количеству рассматриваемого вещества. Если взять в раз больше вещества, сохраняя интенсивные параметры постоянными, то объем, энтропия и все другие экстенсивные параметры также увеличатся в раз. Итак, если обозначают объем и энтропию одного килограмм-моля, то мы имеем

Это же справедливо для четырех характеристических функций, ибо эти величины аддитивно образованы из энергии и, давления умноженного на объем V, и температуры умноженной на энтропию 5, откуда

Теперь мы можем рассматривать изменение энергии системы не только при подводе тепла или совершении внешней работы, но также и при квазистатическом добавлении небольшого количества вещества, при котором энтропия и объем сохраняются постоянными:

Величину часто называют химическим потенциалом, но в настоящей книге мы будем называть ее термодинамическим потенциалом. Он равен энергии, необходимой для добавления к системе единицы количества вещества посредством квазистатического процесса при постоянных энтропии и объеме. Это понятие примерно соответствует понятию «потенциала» в теории электричества, где потенциал представляет энергию, необходимую для перемещения единицы заряда из бесконечности в данное положение. Дифференциальные выражения для других характеристических функций можно получись таким же образом. Так как третий член в правой

части выражения не изменяется, мы получаем

Итак, термодинамический потенциал можно записать в виде

Значение термодинамического потенциала можно определить непосредственно при помощи последнего члена в выражении (13.9). Поскольку свободная энтальпия

то, дифференцируя последнее выражение по при постоянных Тир, мы находим, что Действительно, постоянны при постоянных а каждый из членов пропорционален таким образом,

Итак, термодинамический потенциал равен свободной энтальпии 1 кмоль. По этой причине свободную энтальпию и называют часто термодинамическим потенциалом. Но выражение (13.10) справедливо лишь в том случае, если система состоит из одного простого вещества,

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление