معادلات حالت در ترمودینامیک چیست؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2666

سپاس: 4748

جنسیت:

تماس:

معادلات حالت در ترمودینامیک چیست؟

پست توسط rohamavation »

بنابراین من واقعاً در درک اینکه معادلات حالت چیست و چگونه آنها را تشکیل می دهیم مشکل دارم. مشکل من از خواندن چندین منبع ناشی می شود. بنابراین می‌دانم که از معادله حالت برای ایجاد رابطه بین متغیرها برای توصیف وضعیت یک سیستم استفاده می‌شود.
برای مثال$ P=P(V,T)$، جایی که $P=NKT/V$، تابعی از حالت است، اما بعد شروع کردم به خواندن در مورد گیبز، هلمهولتز، آنتالپی و غیره و ناگهان بسیار گیج شدم.بنابراین، برای مثال، با نگاهی به گیبس، دو معادله داریم
$G=E+PV−TS$و$dG=−SdT+VdP$اما هر دو وضعیت سیستم را توصیف می کنند. من فکر نمی کردم یک معادله حالت بتواند یک معادله دیفرانسیل باشد اما طبق یکی از کتاب هایی که خوانده ام، dE مربوط به معادله حالت است و این باعث سردرگمی شدید من شده است.
معادلات حالت به معنای واقعی کلمه فقط معادلات مربوط به متغیرهای حالت هستند. متغیرهای حالت مقادیری هستند که فقط به وضعیت فعلی سیستم بستگی دارند نه اینکه چگونه سیستم به آن حالت رسیده است. این را با کارهایی مانند کار انجام شده روی سیستم یا حرارت خروجی از سیستم مقایسه کنید، که به فرآیندی که یک سیستم طی می کند بستگی دارد.
بنابراین، اگر مقادیر موجود در معادله شما به «مسیر» یا تاریخچه فرآیند بستگی دارد، پس معادله حالت نیست.من فکر می کنم شما ممکن است دو مفهوم متفاوت را با هم اشتباه بگیرید.
پتانسیل های ترمودینامیکی (هلمهولتز، گیبس، آنتالپی و غیره) انرژی موجود یک سیستم را در معرض عوامل خارجی خاص توصیف می کنند. سیستمی که در دمای ثابت توسط حمام حرارتی حفظ می شود را می توان با پتانسیل هلمهولتز توصیف کرد $(A=E-TS$
). اگر علاوه بر این، بتوان از بیرون فشار وارد کرد، باید از گیبس استفاده کرد ($G=E−TS+PV$
). اگر A یا G از طریق تابع پارتیشن بیان می شوند، دیفرانسیل ها به شما می گویند که چگونه مقادیر مورد نظر را محاسبه کنید. در مورد شما،$dG/dT=−S$
معادلات حالت اینها رابطه بین خواص مختلف قابل اندازه گیری سیستم را مشخص می کنند. استخراج آنها از تابع پارتیشن سیستم پس از اینکه مشخص شد کدام پتانسیل باید استفاده شود ممکن است اما پیچیده است.
تصویر

ارسال پست