Оглавление:
Общие условия равновесия термодинамической системы
- Условия общего равновесия термодинамических систем В простой или сложной термодинамической системе, находящейся в неравновесном состоянии (система имеет разность давлений, температур и т.), неизбежно возникает спонтанный необратимый процесс, который рано или поздно приводит систему в устойчивое равновесное состояние. Устойчивое равновесие характеризуется тем,
что в системе устраняются причины неравновесных процессов, а сама система естественным образом возвращается в исходное равновесное состояние. , независимо от начальных условий, имеет определенные параметры и со временем переходит в устойчивое равновесное состояние. Полученные выше термодинамический
Термодинамическая система, взаимодействующая с окружающей средой Людмила Фирмаль
потенциал и Энтропия могут служить величиной, указывающей направление процесса и характеризующей устойчивое равновесное состояние в термодинамической системе. Рассмотрим термодинамическую систему, изолированную от внешней среды influences. In в этой системе внутренняя энергия U и общий объем V имеют постоянное значение, и происходят неравновесные процессы. Все эти процессы необратимы, поэтому они идут в одном
направлении, поэтому энтропия системы постоянно возрастает. dS> * 0.An рост энтропии также прекращается, когда в системе возникает устойчивое равновесие с постоянным количеством внутренней энергии и всеми процессами в системе. То есть в устойчивом равновесном состоянии энтропия системы будет максимальной величиной. (ДС) У. В = 0; (цоколь D2S) у. если v <0. (9-55） Как известно
- из математики, последнее уравнение характеризует условия до 5.Энтропия адиабатического необратимого процесса только возрастает, поэтому устойчивое равновесие получается, когда энтропия достигает своего максимума.5= 5max От личности dU = TdS-pdV、 То есть, если 5 = const и V = const, то внутренняя энергия системы будет минимальной. (dV) s, v =или(d2V) s. v>0.(9-56)） В результате для всех неравновесных изотонических энтропийных процессов внутренняя энергия U находится в равновесном состоянии U = Докажем, что энтальпия при равновесии принимает минимальное значение. Изменение энтальпии необратимого процесса может быть получено из тождества (9-2). дл = ТДС + г ДП. При
постоянных p и 5 энтальпия / (изобарический-изобарический энтропийный потенциал) достигает минимума. (9-57） (диджей) С П = 0; (СР / ВР> 0. Sup / уменьшается при приближении системы к равновесию, в условиях устойчивого равновесия принимают минимальное значение:/ = / мин. Устойчивое равновесное состояние системы при постоянном значении температуры T и объема V может быть получено путем анализа формулы (9-42).Из этого анализа можно
В связи с тем, что энтальпия при необратимом процессе и постоянной Людмила Фирмаль
сделать вывод, что в обратимом процессе изотермический потенциал F остается постоянным, а в необратимом процессе он всегда уменьшается. (Ft-FJv. Р<0. Так, в равновесном состоянии системы изменение изотермического потенциала сводится к нулю. Западная вирджиния. Т = 0; (Д * ф) В. T> 0,(9-58） Изотермический потенциал^принимает минимальное значение: F = ./ ?МВН. Особо следует отметить равновесное состояние изотермической системы при постоянном pressure. In в этом случае изобарный изотермический потенциал является характеристической функцией, как показано выше. Из Формулы (9-54) видно, что в системе, где T =
const и p = const, при постоянном значении изобарного потенциала происходит обратимый процесс. Если в системе происходят необратимые процессы, вероятность изобарического, скорее всего, уменьшится. (Z2-ZJp. Р <0. -В результате, в равновесии, изменение изобарного потенциала (дз) П, Т = 0, (d2Z) к) ТТ> 0,(9-59） Сам изобарный потенциал принимает минимальное значение: Z = » 2MIN. Это правило имеет большое применение в молекулярной физике и некоторых вопросах физической химии. * Следовательно, как
изотермический, так и изобарный потенциалы определяют направление процесса в системе и полностью характеризуют состояние равновесия. Уравнение (9-55)-(9-59) представляет собой общее равновесное состояние в системе. Выбор 1 или другого уравнения для исследования равновесия термодинамической системы зависит от того, какими параметрами характеризуется система. •если йй = 0, (ДС) у. в = 0, (&С) у. в <0,С = 5MaKC; Если S, V =
const, то (dl/)».Ы = 0,(д * лов, с> 0,у =(УМН; если 5, p = const, (dI) Pts = 0, (d2I) PtS> 0,/ = / min; Если 7, v » константа, (dF) vj = 0, (d2F) Vir> 0, F = ^ m *. Четыре Если R, p = const, то (dZ) Plr = 0; (d2Z) p, T> 0,Z = ZMnH. Итак, в условиях равновесия необходимо, чтобы переменные термодинамического потенциала были минимальными, а энтропия-максимальной величиной при определенной внутренней энергии и объеме системы.
Смотрите также:
Решение задач по термодинамике
| Химический потенциал | Равновесие однородной системы |
| Термодинамическое учение о равновесии | Термодинамические диаграммы |
