2. Термодинамикалық потенциал тақырыбын мысалмен түсіндіріңіз. Жабық ашық жүйелерде процесс барысында әрі энтропия, әрі энергия өзгереді. Сол себептен осы жүйелерді сипаттау үшін процестің қозғаушы күші болып есептелетін энтропиялық және энергетикалық жағдайды бірдей ескеретін басқа функциялар пайдаланылады. Ондай жаңа функциялар Гиббс және Гельмгольц еңбектерінің арқасында термодинамикада кең қолданыла бастады, сол себептен оларды Гиббс және Гельмгольц энергиялары деп атайды. Егер өздігінен жүретін процестерде энтропия өсетін болса, бұл функциялар азаяды. Гиббс және Гельмгольц функцияларын термодинамикалық потенциалдар деп тайды, өйткені олардың өлшем бірлігі энергияның өлшем бірлігіндей және олардың жүйенің бастапқы жағдайынан соңғы жағдайына көшкендегі өзгерісі сол жүйенің өздігінен осы жағдайға көшкендегі істеген жұмысына тең.
3.Изохора-изотермиялық және изобара-изотермиялық потенциалдар туралы айтыңыз, айырмашылықтарын түсіндіріңіз.
а) Изохоралық-изотермиялық потенциал. Пайдалы жұмыс жасалмайтын (δА = 0) жабық жүйеге көлем мен температура бойынша функция алу үшін теңдеуді былай жазайық: dU – TdS = – PdV. Бұл теңдеуде көлем мен энтрпоияның функциялары бар. T мен S-тің көбейтіндісінің толық дифференциалы болу үшін Т-ның дифференциалы болу керек, ендеше теңдіктің екі жағына да SdT жазайық, сонда:
dU – TdS – SdT = – PdV – SdT d(U – TS) = – PdV–SdT ә) Изобаралық-изотермиялық потенциал. Әдетте бұл потенциал G әрпімен белгіленеді. Оны мынадай теңдікпен көрсетуге болады:
G = H–TS
теңдеудегі функция G изобаралық-изотермиялық потенциал немесе Гиббс энергиясы деп аталады. Ол изобаралық-изотермиялық жағдайдағы әртүрлі химиялық және фазалық тепе-теңдіктерді зерттеу үшін жиі қолданылады. Өйткені мұндай жағдайды (қысым мен температура тұрақтылығын) өте оңай ұстауға болады. Гиббс энергиясын қысқаша изобаралық потенциал деп те атайды. Ол изобаралық-изотермиялық жағдайда процестің жүру-жүрмеуінің және тепе-теңдікдің сипаттаушысы ретінде қолданылады: егер жабық жүйеде Р,Т=constболса, онда процесс өздігінен жүру үшін dG<0 болса да изобаралық потенциал кемиді. Бұл тұжырымдама мына теңсіздіктен шығып тұр:
