О чем мне говорят функции состояния или как они связаны с полной энергией?

Я новичок в термодинамике и статистической механике, поэтому это может быть простой вопрос:

В термодинамике вы получаете набор термодинамических потенциалов, например, энтальпию, внутреннюю энергию, энергию Гиббса, энергию Гельмгольца и так далее. Теперь моя идея заключалась в том, что вы используете их, если естественные переменные, связанные с этой величиной, постоянны. Но у меня есть вопрос интерпретации: всегда ли верно, что при каком-то процессе разность термодинамических потенциалов, естественные переменные которых оставлены неизменными, равна разнице в полной энергии?

Ответы (1)

«Полная энергия» — это, по сути, внутренняя энергия U (если вы не дадите более точное определение).

Мы можем рассмотреть также энтальпию ЧАС "=" U + п В , свободная энергия Гельмгольца Ф "=" U − Т С , свободная энергия Гиббса г "=" U + п В − Т С .

Например, возьмем свободную энергию Гельмгольца, мы имеем (при условии, что химические потенциалы равны нулю):

д U "=" − п д В + Т д С , и д Ф "=" − п д В − С д Т

Естественные переменные, связанные с Ф являются В и Т , поэтому, если они неизменны в каком-то процессе, это означает, что Ф в этом процессе постоянна ( Δ Ф "=" 0 ). Но в этом же процессе у вас есть д U "=" Т д С , поэтому, если процесс не является изоэнтропическим, у вас будет изменение в U ( Δ U ≠ 0 ), поэтому в общем случае имеем:

Δ Ф ≠ Δ U

Аналоговую демонстрацию можно провести для энтальпии и свободной энергии Гиббса.

О чем мне говорят функции состояния или как они связаны с полной энергией?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v