Править]Правило фаз Гиббса

Рассмотрим теперь систему, вообще говоря, химически неоднородную (состоящую из нескольких веществ). Пусть — число компонентов (веществ) в системе, а — число фаз. Условие равновесия фаз для такой системы можно записать в виде системы из уравнений:

·

Здесь — химический потенциал для i-го компонента в j-й фазе. Он однозначно определяется давлением, температурой и концентрацией каждого компонента в фазе. Концентрации компонетнов не независимы (их сумма равна 1). Поэтому рассматриваемая система уравнений содержит неизвестных (— концентрации компонентов в фазах, плюс температура и давление).

Система разрешима, вообще говоря, если число уравнений не превышает числа неизвестных (система, не удовлетворяющая этому условию, также может быть разрешима, однако это исключительный случай, с которым в физике можно не считаться). Поэтому

·,

отсюда

·,

то есть число фаз в равновесной системе может превышать число компонентов не более, чем на два.

Последнее неравенство называется правилом фаз Гиббса. В частном случае для однокомпонентной (химически однородной системы) оно превращается в условие

·.

Термодинами́ ческие потенциа́ лы (термодинамические функции) — характеристические функции в термодинамике, убыль которых в равновесных процессах, протекающих при постоянстве значений соответствующих независимых параметров, равна полезной внешней работе.

Термин был введён Пьером Дюгемом, Гиббс в своих работах использовал термин «фундаментальные функции».

Выделяют следующие термодинамические потенциалы:

·внутренняя энергия

·энтальпия

·свободная энергия Гельмгольца

·потенциал Гиббса

·большой термодинамический потенциал

· 1 Определения (для систем с постоянным числом частиц)

· 1.1 Внутренняя энергия

· 1.2 Энтальпия

· 1.3 Свободная энергия Гельмгольца

· 1.4 Потенциал Гиббса

· 2 Термодинамические потенциалы и максимальная работа

· 3 Каноническое уравнение состояния

· 4 Метод термодинамических потенциалов. Соотношения Максвелла

· 5 Системы с переменным числом частиц. Большой термодинамический потенциал

· 6 Потенциалы и термодинамическое равновесие

· 7 Литература

[править]Определения (для систем с постоянным числом частиц)

Править]Внутренняя энергия

Определяется в соответствии с первым началом термодинамики, как разность между количеством теплоты, сообщенным системе, и работой, совершенной системой над внешними телами:

.