赫氏自由能 吉氏自由能 热力学基本关系式
赫氏自由能 吉氏自由能 热力学基本关系式
第六节赫氏自由能和吉氏自由能 ·熵判据从原理上虽然可以解决一) 自然过程的方向和限度问题，但使 用起来殊不方便，为了热力学判据 使用的方便，人们由熵函数发展出 赫氏自由能和吉氏自由能， 赫氏自由能用于等温等容过程。 ·吉氏自由能用于等温等压过程
第六节 赫氏自由能和吉氏自由能 • 熵判据从原理上虽然可以解决一切 自然过程的方向和限度问题, 但使 用起来殊不方便, 为了热力学判据 使用的方便, 人们由熵函数发展出 赫氏自由能和吉氏自由能. • 赫氏自由能用于等温等容过程. • 吉氏自由能用于等温等压过程
·一.Helmholz自由能： ·设体系经历一恒温过程： T=T=T2=T环境 ·由熵判据： ● dS+dS环=dS-6Q/T≥0 (1) ● dU=δQ+δW ● δQ=dU-δW ·代入(1)式： dS(dU/T+δW①≥0
• 一. Helmholz自由能: • 设体系经历一恒温过程: • T=T1=T2=T环境 • 由熵判据： • dS+dS环=dS－Q/T≧0 (1) • dU= Q＋W • Q= dU－W • 代入(1)式: • dS－dU/T＋W/T≧0
·两边同乘以T: ● TdS-dU+δW≥0 等温过程： TdS=d(TS) ● dTS)-dU≥-δW ● 一d(U一TS)≥一δW 令： F≡U一TS (2) ·F:赫氏自由能(Helmholz free energy) ·由德国科学家赫姆霍兹首先定义
• 两边同乘以T： • TdS－dU＋W≧0 • 等温过程： • TdS=d(TS) • d(TS)－dU ≧ －W • －d(U－TS) ≧ －W • 令: F≡U－TS (2) • F :赫氏自由能(Helmholz free energy) • 由德国科学家赫姆霍兹首先定义
·将F代入熵判据式： 一dF≥一δW (3) ·或一△F≥一W 恒温过程 (4) (④F)I,y≤W:等温，等容，W体=O (5) ·对于等温，等容且无有用功的过程： △F≤0 (dT=0,dV=0,W=0) (6) 。 (⑥)式也为热力学判别式，其物理含义为： 在等温，等容，不作有用功的条件下，体 系的赫氏自由能只会自发地减少
• 将F代入熵判据式: • －dF≧ － W (3) • 或 －F≧ －W 恒温过程 (4) • (F)T,V≦Wf 等温,等容,W体=0 (5) • 对于等温,等容且无有用功的过程: • F≦0 (dT=0, dV=0, Wf=0) (6) • (6)式也为热力学判别式,其物理含义为: • 在等温,等容,不作有用功的条件下, 体 系的赫氏自由能只会自发地减少