17. Изохорно-изоэнтропийный потенциал, его свойства, применение в качестве критерия направленности процесса.
Термодинамическими потенциалами, или характеристическими функциями, называют термодинамические функции, посредством которых и их производных по соответствующим независимым переменным (естественным) могут быть выражены в явном виде все термодинамические свойства си-мы. Это означает, что характеристические функции содержат в себе всю термодинамическую информацию о си-ме. Наибольшее значение имеют четыре основных термодинамических потенциала (Пав):
1) внутренняя энергия U(S,V),
2)Энтальпия H(S,p)=U+pV,
3)энергия ГельмгольцаF(T,V)=U-TS,
4)энергия ГиббсаG(T,p)=H-TS=F+pV.
В скобках указаны естественные переменные для термодинамических потенциалов. Все эти потенциалы имеют размерность энергии и все они не имеют абсолютного значения, поскольку определены с точностью до постоянной, которая равна внутренней энергии при абсолютном нуле.
ϬQ=dU+ϬA, ϬA=pdV+ϬA', ϬQ=dU+pdV+δA' – первый закон термодинамики.
ϬQ=TdS
– второй закон термодинамики.
Зависимость термодинамических потенциалов от их естественных переменных описывается основным уравнением термодинамики, которое объединяет первое и второе начала: TdS=dU+ PdV=ϬA' => A'max= TdS-dU- PdV.
Рассмотрим максимальную работу при V=const, S=const: A'max= - dU- это и есть изохорно изоэнтропийный потенциал.
В данном случае A'max является функцией состояния, т.е не зависит от пути процесса. Величина A'max определяется уменьшением внутренней энергии си-мы.
A'max=-ПАВ- т.е во всех случаях A'max= убыли соответствующих термодинамических потенциалов.
A'max=-ПАВ- для обратимых процессов, A'max<-ПАВ- для необратимых процессов, A'max>=-ПАВ- для любых процессов.
A'max=0, т.е си-ма находится под влиянием давления.
∆ПАВ<0 при любом самопроизвольном процессе термодинамический потенциал уменьшается и его можно использовать, как критерий направления процесса:
Если процесс идет самопроизвольно прямо, тогда ПАВ уменьшается и процесс идет в прямом направлении.
Если ПАВ уменьшается и в момент равновесия имеет минимальные значения или ПАВ равно 0, тогда процесс идет в обоих направлениях.
Если ПАВ больше 0, то процесс идет в обратную сторону, т.е несамопроизвольно.
17. Изохорно-изоэнтропийный потенциал, его свойства, применение в качестве критерия направленности процесса.
Термодинамическими потенциалами, или характеристическими функциями, называют термодинамические функции, посредством которых и их производных по соответствующим независимым переменным (естественным) могут быть выражены в явном виде все термодинамические свойства си-мы. Это означает, что характеристические функции содержат в себе всю термодинамическую информацию о си-ме. Наибольшее значение имеют четыре основных термодинамических потенциала (Пав):
1) внутренняя энергия U(S,V),
2)Энтальпия H(S,p)=U+pV,
3)энергия ГельмгольцаF(T,V)=U-TS,
4)энергия ГиббсаG(T,p)=H-TS=F+pV.
В скобках указаны естественные переменные для термодинамических потенциалов. Все эти потенциалы имеют размерность энергии и все они не имеют абсолютного значения, поскольку определены с точностью до постоянной, которая равна внутренней энергии при абсолютном нуле.
ϬQ=dU+ϬA, ϬA=pdV+ϬA', ϬQ=dU+pdV+δA' – первый закон термодинамики.
ϬQ=TdS
– второй закон термодинамики.
Зависимость термодинамических потенциалов от их естественных переменных описывается основным уравнением термодинамики, которое объединяет первое и второе начала: TdS=dU+ PdV=ϬA' => A'max= TdS-dU- PdV.
Рассмотрим максимальную работу при V=const, S=const: A'max= - dU- это и есть изохорно изоэнтропийный потенциал.
В данном случае A'max является функцией состояния, т.е не зависит от пути процесса. Величина A'max определяется уменьшением внутренней энергии си-мы.
A'max=-ПАВ- т.е во всех случаях A'max= убыли соответствующих термодинамических потенциалов.
A'max=-ПАВ- для обратимых процессов, A'max<-ПАВ- для необратимых процессов, A'max>=-ПАВ- для любых процессов.
A'max=0, т.е си-ма находится под влиянием давления.
∆ПАВ<0 при любом самопроизвольном процессе термодинамический потенциал уменьшается и его можно использовать, как критерий направления процесса:
Если процесс идет самопроизвольно прямо, тогда ПАВ уменьшается и процесс идет в прямом направлении.
Если ПАВ уменьшается и в момент равновесия имеет минимальные значения или ПАВ равно 0, тогда процесс идет в обоих направлениях.
Если ПАВ больше 0, то процесс идет в обратную сторону, т.е несамопроизвольно.