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FREE und verwandte ENERGY

Physik. Forschung in der Physik.

prof., Etkin VA

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Springing aus dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik, zu unterscheiden , die Notwendigkeit , zwischen quantitativen und qualitativen Eigenschaften der Energie in der Abteilung in der Thermodynamik der Energie freien und gebundenen angenommen reflektiert wird (jeweils geeigneten und ungeeigneten zu verpflichten, unter bestimmten Bedingungen externer Arbeit). Diese Abteilung wurde möglich nach der Einführung von R. Clausius von grundlegender Bedeutung für die Thermodynamik des Begriffs der Entropie S. Entsprechend ihrer Bedeutung Helmholtz das Produkt der absoluten Temperatur T und Entropie S «gebunden Energie", und der Rest der F = U - TS - «freie Energie" genannt . Im Anschluss daran, John. Gibbs führte das Konzept der "freie Enthalpie» G als die Differenz zwischen der Enthalpie des Systems H = U + pV und TS-bezogene Energie. Es ist leicht einzusehen, dass der konstante Temperatur T in den Bedingungen zu zeigen, und das Volumen V der Helmholtz freie Energie des Systems die maximale Verringerung der mechanischen Arbeit (Job-Erweiterung) bestimmt, die das System eine reversible Natur des Prozesses machen können. Tatsächlich bezeichnet die elementare Arbeit der Expansion durch DWR und mit dem Ausdruck Wärme reversibler Prozess dQ in bekannter Weise durch die absolute Temperatur T und Entropie Nach dem Auftragen der Legendre-Transformation TdS = d (TS) - SdT auf der Basis (2) haben wir für T, V = konst:

In ähnlicher Weise bezeichnet nicht-mechanische Art der Arbeit und die Anwendung der Transformation pdV = d (pv) - vdp wir aus (2) in den T-Bedingungen, p = konst finden:

Daher genannte freie Energie Helmholtz und Gibbs bzw. isochoric - isothermen und isobaren - Isothermenschnittpunktspannung. Allerdings ist das Konzept der "freien Energie" (Helmholtz und Gibbs) nicht die "Lager" prevratimoy Energie im System als ein charakterisieren nicht nur durch die Energie des Systems selbst, sondern auch durch die Energie der Umgebung in dem Prozess der Wärmeaustausch mit ihr begangen. Außerdem Energie TS verbunden sind, streng kann sprechen nicht Teil der inneren Energie U der Enthalpie oder H in Betracht gezogen werden, ist größer, weil sie [5] für die meisten Fälle sich durch ihre TS-Wert. Es sollte beachtet werden, und dass die freie Energie der Übergang in den zugehörigen beschreibt nicht erschöpfend die dissipative Prozesse im System. So wird in den Prozessen der Bearbeitung Metallwärmefreisetzungsrate (Verhältnis der Wärme, die durch die Zersetzung freigesetzten) ist oft weniger als eins ist, einen Übergang in nicht-thermische Energie bildet einen Teil anzeigt. Schließlich wird in offenen Systemen (Material mit der Umgebung austauschen) Arbeit allgemeinen keine Verminderung des thermodynamischen Potential des Systems erkannt. Der Grund dafür ist leicht zu verstehen, die kombinierte Gleichung von 1. und 2 unter Berücksichtigung nd begann zu offenen Systemen in Form eines verallgemeinerten Verhältnis Gibbs:

wo - Die Masse des k-ten Substanz und ihrer chemischen Potential. Wenn Sie auf die rechte Seite drehen (5) Arbeit und wenden Sie die Transformation (5) finden wir:

wo durch die Bestimmung des chemischen Potential
und die Gibbs-Duhem bedeutet, dass nicht-mechanische Arbeiten Null. So wird in vielen Fällen die Energiesparte des freien und gebundenen und verliert seine heuristischen Wert.

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Autor :. Prof., Etkin VA
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Erscheinungsdatum 15.08.2004gg