Основные термодинамические потенциалы

Химический потенциал.

Хим. потенциал опред. по ф-ле:

где G – свободная энергия Гиббса

Для однокомпонентного раствора: µ = G

Для многокомпонентного:

µ·N = G

Хим. пот-л характер-ет приращение

термодинам. потен-ла при изменении кол-ва данного вещ-ва и постоянстве естествен. переменных и кол-в осталь. вещ-в.

Химический потенциал зависит как от концентрации данного компонента, так и от вида и концентрации др. компонентов системы (фазы). Только в простейшем случае — смеси идеаль-х газов — µ_i зависит лишь от конц-ции рассмат-го компонента и от тем-ры:

где p_i — парц-е давление компонента i в смеси, R — газовая постоянная, — значение при p_i = 1 атм.

Термод. пот-лы обладают след. св-вами:

1)их изменение при заданных усл-х равно работе, произ-й сис-мой

2)состояние термод. равновесия, кот-я принимает миним-е значение

3)при обратимых процессах диф-лы любого пот-ла яв-ся полным диф-лом.

Выбор пот-лов зависит от условий, в кот-х нах-ся система:

1)если сис-ма изол-на от внешн. воздействия, то U = const, S = const. В кач-ве термод. пот-ла в этом случае применяется внутр. энергия

dU = TdS – pdV (1)

U = TS - pV

2) для систем, изолир. термически (S= const), но не механически (p=const) потенциалом может быть энтальпия:

H = U+pV

dH = TdS + VdP (2)

3) Если система нах-ся в условиях пост. объема и тем-ры пот-лом яв-ся свободная энергия Гельмгольца

F = U – TS

dF = -SdT – pdV (3)

4) Если T = const, p = const, то пот-лом яв-ся свободная энергия Гиббса:

G = U + pV – TS

dG = Vdp – SdT

Потенциалы могут быть получены один из другого при помощи преобр-ния Лежандра: к диф-лу прибавляют или вычитают диф-л произ-ния обобщ. силы на сопряженную координату:

dU+d(pV) = TdS – pdV + pdV + Vdp = =TdS + Vdp = dH

Дата добавления: 2015-06-04