МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
|||||||
У системі можуть довільно проходити тільки процеси, що супроводжуються зменшенням термодинамічних потенціалів (за умови сталості відповідних природних змінних).Умови рівноваги системи Потенціалами Рисунок 4.1 – Співвідношення між термодинамічними
Якщо єдиним видом роботи є робота сил розширення, то можна записати:
dU=TdS-PdV; U=f(S,V), dH=TdS+VdP; H=f(S,P), dF=-SdT-PdV; F=f(T,V), dG=-SdT+VdP; G=f(T,P). (4.10)
Змінні, від яких залежать термодинамічні потенціали, називаються природними. Фізичний зміст диференціалів термодинамічних потенціалів залежить від того, які з чотирьох змінних прийняти за сталі. Якщо змінюються тільки дві природні змінні, а дві інші (Р і Т) залишаються сталими, то змінювання внутрішньої енергії dU означає обмін енергією у вигляді теплоти і роботи. Змінення ентальпії dH (при постійних Т і V) означає обмін тільки у вигляді тепла. Дійсно, перший доданок TdS = dQ, а другий доданок VdP при V = const означає теплопередачу ізохоричному процесі. Змінювання dF при зміні природних змінних і сталості S i P показує, що відбувається обмін енергією тільки у вигляді роботи (величина SdT дорівнює роботі у рівноважному адіабатичному процесі). Змінення ізобарно-ізотермічного потенціалу dG при зміні природних змінних і сталих S i V відбувається без обміну енергією між системою та навколишнім середовищем.
Дотепер ми розглядали тільки рівноважні процеси. При нерівноважних процесах dQ < TdS, тому до правої частини рівнянь для диференціалів термодинамічних потенціалів увійдуть більші величини. Іншими словами, при нерівноважних процесах робота буде менша, ніж максимальна робота рівноважного процесу. У загальному випадку маємо
dU £ TdS – PdV, dH £ TdS + VdP, dF £ -SdT – PdV, dG £ -SdT+VdP. (4.11)
Якщо взяти кожну функцію при сталих природних змінних, то отримуємо
dU £ 0 (S, V = const), dH £ 0 (S, P = const), dF £ 0 (T, V = const), dG £ 0 (T, V = const).(4.12) Наведені нерівності є умовами можливості самодомовільного проходження процесів у термодинамічних системах:
Отже, всі довільні процеси ведуть до зменшення термодинамічних потенціалів. Ці процеси припиняться, коли потенціали набудуть мінімальних значень і система перейде у стан рівноваги. Математично ця умова рівноваги має вигляд:
dU = 0, d2U > 0 при S i V = const, dH = 0, d2H > 0 при S i P = const, dF = 0, d2F > 0 при T i V = const, dG = 0, d2G > 0 при T i P = const. (4.13)
Найбільш важливим для практичного використання є дві останніх умови. До цих умов можна додати умову максимуму ентропії за рівновагою dS = 0, d2S < 0 при U i V = const, або H i P = const. На рисунку 4.2 наведено змінення трьох критеріїв напрямку процесу (S, G i F). Звідси випливає, що у стані рівноваги системи ( точки В) всі три функції досягають екстремального значення: ентропія – максимуму, а енергії Гіббса і Гельмгольца – мінімуму. Лінії АВ відповідають незворотному процесу, що проходить самодовільно, а лінії ВС – несамодовільному процесу, для здійснення якого необхідно надати енергію ззовні.
Рисунок 4.2 – Змінення ентропії, енергії Гіббса та енергії Гельмгольца при проходженні процесу
Читайте також:
|
||||||||
|