Термодинамический метод

 

 

Термодинамический метод

При использовании термодинамических методов расчета очень важную роль играет знакомство с основными термодинамическими функциями, т. е. с основными термодинамическими потенциалами. Поэтому, прежде чем приступать к решению задач данного раздела, рекомендуем внимательно изучить по учебнику определения термодинамических потенциалов и их соответствие выбору независимых переменных для описания системы. Некоторые наиболее важные определения и соотношения мы здесь напомним.

Для характеристики термодинамической системы прежде всего используются давление р, объем V, температура Т и энтропия S. Если нет необходимости еще и в других переменных, то из названных четырех выбираются две в качестве независимых, причем одну из набора (р, V), другую из набора. Остальные две переменные становятся при этом функциями состояния от двух выбранных переменных.

Если в качестве независимых переменных взять то удобным для расчетов термодинамическим потенциалом является внутренняя энергия системы, изменение которой, согласно первому началу термодинамики, равно. Из этого соотношения видно что

 

При  const все подводимое к системе тепло идет на увеличение внутренней энергии, а теплоемкость при этом равна.

Если в качестве независимых переменных взять, то для расчетов удобно использовать энтальпию, изменение которой, согласно первому началу термодинамики, равно. Отсюда находим

 

 

 

При р = const имеем все подводимое тепло идет на увеличение энтальпии: при этом теплоемкость.

Если за независимые переменные принять то удобным для расчетов термодинамическим потенциалом будет свободная энергия системы изменение которой по первому началу термодинамики равно. Из этого соотношения находим

 

 

 

При Т = const вся работа, производимая над системой, идет на увеличение ее свободной энергии.

При выборе в качестве независимых переменных Тир удобно использовать термодинамический потенциал Гиббса, изменение которого имеет вид. При этом

 

 

Обычно из условий задачи ясно, какие переменные следует взять в качестве независимых. Тогда остальные переменные становятся функциями, которые находятся согласно (12.1)—(12.4).