95
Жүйеде өтіп жатқан процесс изотермиялық
екенін ескеріп былай жаза
аламыз:
(40.5)
Енді еркін энергия деп аталатын тағы бір термодинамикалық функцияны
енгізуге болады:
(40.6)
Бұл функцияны алғаш Гельмгольц енгізген болатын.
Егер бұл функцияны
дифференциалдасақ, онда
(40.7)
Термодинамиканың бірінші бастамасын және процестің изотермиялық екенін
ескерсек, онда еркін энергия үшін мынадай өрнек аламыз:
немесе , (40.8)
демек,
. Сонымен, еркін энергия – кемуі квазистатикалық
изотермиялық процесс кезінде жүйенің атқарған жұмысына тең болатын күй
функциясы. Еркін энергия
Т температура мен
V көлемнің
функциясы болып
табылады.
4. Гиббстің термодинамикалық потенциалы. Термодинамикада тағы
бір потенциал қолданылады. Оны алғаш рет Гиббс енгізген болатын.
Гиббстің термодинамикалық потенциалы:
немесе
және
(40.9)
түрде жазуға болады. Егер Гиббс потенциалын дифференциалдасақ, онда
бұдан
(40.10)
96
5. Зат күйінің канондық (Гиббс) теңдеулері. (40.2), (40.3), (40.7) және
(40.10) қатынастарынан ішкі энергия
энтропия
мен көлем функциясы,
энтальпия –
мен функциясы, еркін энергия – мен функциясы, ал
термодинамикалық функция – мен функциясы екендігін көруге
болады. Демек,
, , , (40.11)
Бұл қатынастар зат күйінің канондық теңдеулері деп аталады. Бұл
теңдеулерді термодинамикаға Гиббс жүйелі түрде енгізген болатын.
Канондық теңдеулердің әрқайсысы зат қасиеттері туралы термиялық немесе
калориялық теңдеулерге қарағанда көбірек мағлұмат беретіндігін Гиббс атап
көрсеткен. (40.11) төрт теңдеудің кез келгені
заттың термиялық және
калориялық қасиеттері туралы толық мағлұматқа ие. (40.11) теңдеулерден
мынадай қатынастар алуға болады:
,
,
,
.
Бұлқатынастарды (40.2), (40.3), (40.7) және (40.10)
қатынастарымен
салыстырудан мынадай формулалар аламыз:
,
, (40.12)
,
, (40.13)
,
, (40.14)
,
. (40.15)
Достарыңызбен бөлісу: