«Потенциалы термодинамические»

определённые функции объёма (V), давления (р), температуры (Т), энтропии (S), числа частиц системы (N)и др. макроскопических параметров (x_i), характеризующих состояние термодинамической системы. К П. т. относятся: Внутренняя энергияU=U(S, V, N, x_i);ЭнтальпияН=Н(S, р, N, x_i);Гельмгольцева энергия (свободная энергия, или изохорно-изотермический потенциал, обозначается А или F) F=F(V, T, N, x_i), Гиббсова энергия (изобарно-изотермический потенциал, обозначается Ф или G)G= G(p, Т, N, x_i) и др. Зная П. т. как функцию указанных параметров, можно получить путём дифференцирования П. т. все остальные параметры, характеризующие систему, подобно тому как в механике можно определить компоненты действующих на систему сил, дифференцируя потенциальную энергию системы по соответствующим координатам. П. т. связаны друг с другом следующими соотношениями: F= U— TS, Н=U + pV, G=F+pV. Если известен какой-либо один из Т. п., то можно определить все термодинамические свойства системы, в частности получить Уравнение состояния. При помощи П. т. выражаются условия термодинамического равновесия системы и критерии его устойчивости (см. Равновесие термодинамическое).

Совершаемая термодинамической системой в какой-либо процессе работа определяется убылью П. т., отвечающего условиям процесса. Так, в условиях теплоизоляции (адиабатический процесс (См. Адиабатный процесс),S= const) элементарная работа dA равна убыли внутренней энергии: dA = — dU. При изотермическом процессе (См. Изотермический процесс)(Т= const) dA = — dF (в этом процессе работа совершается не только за счёт внутренней энергии, но и за счёт поступающей в систему теплоты). Часто процессы в системах, например химические реакции, идут при постоянных риТ. В этом случае элементарная работа всех термодинамических сил, кроме сил давления, равна убыли термодинамического потенциала Гиббса (G), т. е. dA'=— dG.

Равенство dA=— dU выполняется как для квазистатических (обратимых) адиабатических процессов, так и для нестатических (необратимых). В остальных же случаях работа равна убыли П. т. только при квазистатических процессах, при нестатических процессах совершаемая работа меньше изменения П. т. Теоретическое определение П. т. как функций соответствующих переменных составляет основную задачу статистической термодинамики (см. Статистическая физика).

Метод П. т. широко применяется для получения общих соотношений между физическими свойствами макроскопических тел и анализа термодинамических процессов и условий равновесия в физико-химических системах. Термин «П. т.» ввёл французский физик П. Дюгем (1884), сам же основатель метода П. т. Дж. У. Гиббс пользовался в своих работах термином «фундаментальные функции».

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5); Леонтович М. А., Введение в термодинамику, 2 изд., М. — Л., 1952; Рейф Ф., Статистическая физика, пер. с англ., М., 1972 (Берклеевский курс физики, т. 5); Гиббс Д. В., Термодинамические работы, пер. с англ., М. — Л., 1950.

Г. Я. Мякишев.

ПОТЕНЦИАЛЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ - функции объема, давления, температуры, энтропии, числа частиц и других независимых макроскопических параметров, характеризующих состояние термодинамической системы. К потенциалам термодинамическим относятся внутренняя энергия, энтальпия, изохорно-изотермический потенциал (Гельмгольца энергия), изобарно-изотермический потенциал (Гиббса энергия). Зная какие-либо потенциалы термодинамические как функцию полного набора параметров, можно вычислить любые макроскопические характеристики системы и рассчитать происходящие в ней процессы.

ПОТЕНЦИАЛЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ

определённые функции объёма (V), давления (р), темп-ры (Т), энтропии (S), числа ч-ц системы (N) и др. макроскопич. параметров (xi), характеризующих состояние термодинамической системы. К П. т. относятся: внутренняя энергия U=U(S, V, N, xi), энтальпия H=H(S, p, N, xi), Гельмгольца энергия (свободная энергия, или изохорно-изотермич. потенциал, обозначается А или F) F=F(V, T,N,xi), Гиббса энергия (изобарно-изотермич. потенциал, обозначается Ф или G) G=G(p, Т, N, xi) и др. Зная П. т. как ф-цию указанных параметров, можно получить дифференцированием П. т. все остальные параметры, характеризующие систему, подобно тому как в механике можно определить компоненты действующих на систему сил, дифференцируя потенц. энергию системы по соответствующим координатам. П. т. связаны друг с другом след. соотношениями:

F=U-TS, H=U+pV, G=F+pV. Если известен к.-л. один из П. т., то можно определить все термодинамич. св-ва системы, в частности получить уравнение состояния. При помощи П. т. выражаются условия термодинамич. равновесия системы и критерии его устойчивости.

Совершаемая термодинамич. системой в к.-л. процессе работа определяется убылью П. т., отвечающего условиям процесса. Так, при постоянстве числа ч-ц (N=const) в условиях теплоизоляции (адиабатический процесс, S=const) элементарная работа dA равна убыли внутр. энергии: dA =-dU. При изотермическом процессе (T=const) dA =-dF (в этом процессе работа совершается не только за счёт внутр. энергии, но и за счёт поступающей в систему теплоты). Для систем, в к-рых возможен обмен в-вом с окружающей средой (изменение N), возможны процессы при пост. р и Т. В этом случае элементарная работа dA' всех термодинамич. сил, кроме сил давления, равна убыли термодинамич. потенциала Гиббса (G), т. е. dA' =-dG. Теоретич. определение П. т. как ф-ций соответствующих переменных составляет осн. задачу статистич. термодинамики (см. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА). П. т. широко применяются для получения общих соотношений между физ. св-вами макроскопич. тел и анализа термодинамич. процессов и условий равновесия в физ.-хим. системах. Термин «П. т.» ввёл франц. физико-химик П. Дюгем (1884), основатель же метода П. т. амер. физик Дж. У. Гиббс пользовался термином «фундаментальные функции».

потенциа́лы термодинами́ческие

функции объёма, давления, температуры, энтропии, числа частиц и других независимых макроскопических параметров, характеризующих состояние термодинамической системы. К потенциалам термодинамическим относятся внутренняя энергия, энтальпия, изохорно-изотермический потенциал (Гельмгольца энергия), изобарно-изотермический потенциал (Гиббса энергия). Зная какой-либо потенциал термодинамический, как функцию полного набора параметров, можно вычислить любые макроскопические характеристики системы и рассчитать происходящие в ней процессы.

* * *

ПОТЕНЦИА́ЛЫ ТЕРМОДИНАМИ́ЧЕСКИЕ, функции объема, давления, температуры, энтропии, числа частиц и других независимых макроскопических параметров, характеризующих состояние термодинамической системы. К потенциалам термодинамическим относятся внутренняя энергия, энтальпия, изохорно-изотермический потенциал (Гельмгольца энергия(см. ГЕЛЬМГОЛЬЦА ЭНЕРГИЯ)), изобарно-изотермический потенциал (Гиббса энергия). Зная какие-либо потенциалы термодинамические как функцию полного набора параметров, можно вычислить любые макроскопические характеристики системы и рассчитать происходящие в ней процессы.

функции объёма, давления, темп-ры, энтропии, числа частиц и др. независимых макроскопич. параметров, характеризующих состояние термодинамич. системы. К П. т. относятся внутр. энергия, энтальпия, изохорно-изотермич. потенциал (Гельмгольца энергия), изобарно-изотермич. потенциал (Гиббса энергия). Зная к.-л. П. т., как функцию полного набора параметров, можно вычислить любые макроскопич. характеристики системы и рассчитать происходящие в ней процессы.