Реферат: Термодинамические функции

Все расчеты в термодинамике основываются на ис¬пользовании функций состояния, называемых термодинамическими функциями. Каждому набору независимых параметров соответствует своя термодина¬мическая функция. Изменения функций, происхо¬дящие в ходе каких-либо процессов, определяют либо со¬вершаемую системой работу, либо получаемую системой теплоту.
В цикле Карно рабочее тело совершает работу в первой половине цикла — в процессах сначала изотермического, а затем адиабат¬ного расширения.
При адиабатном процессе работа, как известно, совершается за счет внутренней энергии, и равна эта работа как раз убыли внутрен¬ней энергии:
.
Иначе обстоит дело в случае изотермического процесса. При та¬ком процессе температура тела остается постоянной, и поэтому та часть внутренней энергии, которая связана с кинетической энер¬гией молекулярных движений, не может быть использована для пре¬образования в механическую энергию. Это обстоятельство побу¬ждает нас отличать общую энергию, которой обладает тело или система тел, от той ее части, которую при данных условиях можно использовать для получения работы.
Представим себе некоторое тело, например газ, в котором могут происходить изотермические обратимые процессы расширения и сжатия. Для этого газ необходимо поместить в термостат т. е. привести его в контакт с телом большой теплоемкости, темпера¬тура которого постоянна. Расширяясь, газ может произвести меха¬ническую работу, следовательно, наша система, состоящая из тер¬мостата и газа, обладает некоторой энергией. Та часть энергии си¬стемы, которая при данных условиях может быть использована для преобразования в механическую работу, называется свободной энергией.
Система, значит, не может совершить работу, превышающую значение ее свободной энергии.
В этом смысле мы здесь имеем ситуацию, несколько отличную от механической системы. В механике, как известно, энергия тела или системы тел равна сумме потенциальной и кинетической энер¬гий. Оба эти вида энергии макроскопических тел (а только такие тела и рассматриваются в механике) могут быть целиком преобразованы в механическую работу. Внутренняя же энергия молекулярной системы в интересующем нас случае не может быть целиком превра¬щена в работу.
Поэтому если мы интересуемся величиной работы, которую система в данном состоянии может произвести при изотермическом процессе, то внутренняя энергия не является подходящей харак¬теристикой этого состояния. Внутренняя энергия характеризует состояние системы, если мы интересуемся работой, которую способна эта система произвести при адиабатном процессе. Именно: работа, произведенная при адиабатном процессе, равна изменению (убыли) внутренней энергии. Свободная же энергия должна характеризо¬вать систему с точки зрения ее «работоспособности» при изотермическом изменении ее состояния (изменении объема).

Список использованной литературы:

1. И.В. Савельев. Курс общей физики. книга 3. М.: Физматлит, 1998
2. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. т.II. М.: Наука, 1975
3. А. К. Кикоин, И.К.Кикоин. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976
4. А.Н. Матвеев. Молекулярная физика. М.: Высшая школа, 1981 Бесплатно скачать реферат "Термодинамические функции" в полном объеме